ES2744407T3 - Method for cycling biomasses between mushroom cultivation and anaerobic fermentation with biogas, and for separating and drying a worn out biomass - Google Patents
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Abstract
Un método para cultivar células fúngicas, dicho método comprende las etapas de a. proporcionar un material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas de un fermentador de biogás después de una fermentación anaerobia y producción de biogás, b. sometiendo el material de biomasa fermentada de la etapa a) a una o más etapas de separación que den como resultado la provisión de i) una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, y que tiene un contenido reducido (w/w) de agua, y que comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa, lignina y lignocelulosa, y ii) al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas orgánicas e inorgánicas que contienen fósforo, c. sometiendo la fracción sólida fibrosa de la etapa b) a un tratamiento de saneamiento y extracción de N que comprende las etapas de i) calentar la fracción sólida fibrosa a una temperatura de más de 70 °C, opcionalmente bajo condiciones de pH alcalino, y opcionalmente ii) someter la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a una presión de más de 1 bar, en donde dicho tratamiento i) reduce o elimina los microorganismos viables presentes en la fracción sólida fibrosa, y ii) reduce el contenido de compuestos volátiles que contienen nitrógeno y/o compuestos volátiles precursores presentes en la fracción sólida fibrosa, y d. obtener un sustrato sólido fibroso que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico que tienen un contenido reducido de compuestos volátiles que contienen nitrógeno, e. proporcionando células y/o esporas fúngicas, f. contactar las células y/o esporas fúngicas con el sustrato sólido fibroso, g. cultivar las células y/o esporas fúngicas en dicho sustrato, y h. opcionalmente obtener un sustrato fungoso gastado.A method for culturing fungal cells, said method comprises the steps of a. providing a biomass material comprising solid and liquid parts of a biogas fermenter after anaerobic fermentation and biogas production, b. subjecting the fermented biomass material from step a) to one or more separation steps that result in the provision of i) a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen, and having a reduced content (w / w ) of water, and comprising one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose, lignin and lignocellulose, and ii) at least one liquid fraction comprising solid and liquid organic and inorganic phosphorus-containing parts, c . subjecting the solid fibrous fraction from step b) to a treatment of sanitation and N extraction comprising the steps of i) heating the solid fibrous fraction to a temperature of more than 70 ° C, optionally under alkaline pH conditions, and optionally ii) subjecting the solid fibrous fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen to a pressure of more than 1 bar, wherein said treatment i) reduces or eliminates viable microorganisms present in the solid fibrous fraction, and ii) reduces the content of volatile nitrogen-containing compounds and / or volatile precursor compounds present in the fibrous solid fraction, and d. obtaining a solid fibrous substrate comprising organic and inorganic nitrogen parts having a reduced content of volatile nitrogen-containing compounds, e. providing cells and / or fungal spores, f. contacting the fungal cells and / or spores with the fibrous solid substrate, g. culturing the fungal cells and / or spores on said substrate, and h. optionally obtain a spent fungal substrate.
Description
DESCRIPCIÓNDESCRIPTION
Método para el ciclado de biomasas entre cultivo de hongos y fermentación anaeróbica con biogás, y para separar y secar una biomasa desgastadaBiomass cycling method between fungal cultivation and anaerobic fermentation with biogas, and to separate and dry a worn biomass
Campo de la divulgaciónDisclosure Field
La presente divulgación se refiere al procesamiento de material de biomasa y la producción de energía renovable. En particular, la divulgación se refiere a un método para la fermentación anaeróbica de un material de biomasa, la producción de biogás y la separación y secado del material de biomasa gastado para producir una fracción sólida fibrosa capaz de usarse como sustrato para cultivar células fúngicas. También se describen métodos combinados para producir biogás y obtener de la biomasa desgasificada una fracción sólida fibrosa y usar dicha fracción sólida fibrosa como sustrato para cultivar células fúngicas. También se describe el reciclaje del sustrato fungoso gastado así producido de vuelta a un fermentador de biogás y la complementación del sustrato fungoso gastado con, por ejemplo, biomasas de desechos orgánicos.The present disclosure refers to the processing of biomass material and the production of renewable energy. In particular, the disclosure relates to a method for anaerobic fermentation of a biomass material, the production of biogas and the separation and drying of spent biomass material to produce a fibrous solid fraction capable of being used as a substrate for culturing fungal cells. Combined methods for producing biogas and obtaining a fibrous solid fraction and using said fibrous solid fraction as a substrate to grow fungal cells are also described. The recycling of the spent fungus substrate thus produced back to a biogas fermenter and the complementation of the spent fungus substrate with, for example, organic waste biomass is also described.
Antecedentes de la divulgaciónDisclosure Background
Muchas fuentes de energía tradicionales, tales como, por ejemplo, los combustibles fósiles, se están agotando más rápido de lo que se están haciendo otras nuevas. Los combustibles fósiles son recursos no renovables porque tardan millones de años en formarse. Además, el uso de combustibles fósiles plantea serias preocupaciones ambientales. Las fuentes de energía renovables representan una alternativa prometedora a muchas fuentes de energía tradicionales. La biomasa representa una fuente de energía renovable.Many traditional energy sources, such as fossil fuels, are running out faster than new ones are being made. Fossil fuels are non-renewable resources because they take millions of years to form. In addition, the use of fossil fuels raises serious environmental concerns. Renewable energy sources represent a promising alternative to many traditional energy sources. Biomass represents a renewable energy source.
Para que la energía de la biomasa tenga un futuro comercial a largo plazo, el material orgánico debe procesarse para generar formas de energía asequibles, limpias y eficientes, como combustibles líquidos y gaseosos, o electricidad. El procesamiento de biomasa es importante para garantizar una explotación eficiente de la energía de biomasa. Sin embargo, el potencial energético a menudo puede ser difícil de explotar. Una mayor explotación del potencial energético de una biomasa puede dar lugar a una mayor producción de fuentes de energía renovables, como el biogás.In order for biomass energy to have a long-term commercial future, organic material must be processed to generate affordable, clean and efficient forms of energy, such as liquid and gaseous fuels, or electricity. Biomass processing is important to ensure efficient exploitation of biomass energy. However, energy potential can often be difficult to exploit. A greater exploitation of the energy potential of a biomass can lead to a greater production of renewable energy sources, such as biogas.
Además, los materiales de biomasa gastados que tienen un contenido reducido de nitrógeno orgánico que pueden mejorarse, esterilizarse y reutilizarse en la producción de muchos productos comestibles.In addition, spent biomass materials that have a reduced content of organic nitrogen that can be improved, sterilized and reused in the production of many edible products.
Se ha llevado a cabo un extenso trabajo científico y de ingeniería sobre la biogasificación de materiales de desecho. La técnica fundamental se basa en un proceso de digestión anaeróbica o fermentación. Sin embargo, los microorganismos anaerobios responsables de la metanogénesis son inhibidos por el amoníaco y las bacterias anaeróbicas metanogénicas son inhibidas y dejan de metabolizar los nutrientes de manera efectiva a altos niveles de concentración de amoníaco.Extensive scientific and engineering work has been carried out on the biogasification of waste materials. The fundamental technique is based on an anaerobic digestion process or fermentation. However, anaerobic microorganisms responsible for methanogenesis are inhibited by ammonia and anaerobic methanogenic bacteria are inhibited and stop metabolizing nutrients effectively at high levels of ammonia concentration.
Los problemas asociados con la inhibición de amoníaco han hecho que las soluciones técnicas actualmente disponibles sean difíciles de operar - especialmente cuando se usan biomasas que contienen cantidades relativamente altas de nitrógeno.The problems associated with ammonia inhibition have made the currently available technical solutions difficult to operate - especially when using biomass that contains relatively high amounts of nitrogen.
Para mitigar estos problemas, se ha intentado controlar la relación carbono/nitrógeno (C/N) del material de biomasa sometido a fermentación. Sin embargo, las soluciones de vanguardia continúan sufriendo una serie de desventajas. Por ejemplo, ajustar la concentración de amoníaco en un reactor ajustando la relación C/N de la biomasa es un proceso lento, y ajustar la relación C/N puede resultar insuficiente cuando se manipulan biomasas propensas a generar concentraciones de amoníaco relativamente altas durante la digestión anaerobia.To mitigate these problems, attempts have been made to control the carbon / nitrogen (C / N) ratio of the fermentation biomass material. However, cutting-edge solutions continue to suffer a number of disadvantages. For example, adjusting the concentration of ammonia in a reactor by adjusting the C / N ratio of the biomass is a slow process, and adjusting the C / N ratio may be insufficient when handling biomass prone to generate relatively high concentrations of ammonia during digestion. anaerobic
La cocción a presión de cal y la eliminación de amoníaco se han descrito como una forma de reducir la cantidad de nitrógeno orgánico e inorgánico presente en una biomasa para ser sometida a fermentación anaeróbica. Se hace referencia, por ejemplo US 7,883,884.Lime pressure cooking and ammonia removal have been described as a way to reduce the amount of organic and inorganic nitrogen present in a biomass to be subjected to anaerobic fermentation. Reference is made, for example, US 7,883,884.
Además, muchas biomasas complejas contienen componentes macromoleculares que son difíciles de metabolizar para los organismos microbianos que tradicionalmente participan en la producción de biogás. En particular, los componentes macromoleculares, como la celulosa, la hemicelulosa, la lignocelulosa y la lignina, están presentes en muchos materiales de biomasa y solo pueden metabolizarse en un grado limitado durante un proceso de fermentación de biogás. In addition, many complex biomasses contain macromolecular components that are difficult to metabolize for microbial organisms that traditionally participate in biogas production. In particular, macromolecular components, such as cellulose, hemicellulose, lignocellulose and lignin, are present in many biomass materials and can only be metabolized to a limited extent during a biogas fermentation process.
Existe la necesidad de mejorar y hacer más rentables los métodos de pretratamiento para hacer que los componentes de biomasa recalcitrantes mencionados anteriormente sean más accesibles para muchos organismos microbianos presentes durante las diferentes etapas de la producción de biogás.There is a need to improve and make pretreatment methods more profitable to make the recalcitrant biomass components mentioned above more accessible to many microbial organisms present during the different stages of biogas production.
Resumen de la invenciónSummary of the Invention
La presente divulgación se refiere al procesamiento de material de biomasa y la producción de energía renovable. En particular, la divulgación se refiere a un método para la fermentación anaeróbica de un material de biomasa, la producción de biogás y la separación y secado del material de biomasa gastado para producir una fracción sólida fibrosa capaz de usarse como sustrato para cultivar células fúngicas.The present disclosure refers to the processing of biomass material and the production of renewable energy. In particular, the disclosure relates to a method for anaerobic fermentation of a biomass material, the production of biogas and the separation and drying of spent biomass material to produce a fibrous solid fraction capable of being used as a substrate for culturing fungal cells.
Un primer aspecto de la divulgación se refiere a un método para cultivar células fúngicas, comprendiendo dicho método las etapas deA first aspect of the disclosure relates to a method for culturing fungal cells, said method comprising the steps of
a. proporcionar un material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas de un fermentador de biogás después de una fermentación anaerobia y producción de biogás,to. provide a biomass material comprising solid and liquid parts of a biogas fermenter after anaerobic fermentation and biogas production,
b. sometiendo el material de biomasa fermentada de la etapa a) a una o más etapas de separación que den como resultado la provisión deb. subjecting the fermented biomass material from stage a) to one or more separation stages that result in the provision of
i) una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, y que tiene un contenido reducido (w/w) de agua, y que comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa, lignina y lignocelulosa, yi) a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen, and having a reduced content (w / w) of water, and comprising one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose, lignin and lignocellulose, and
ii) al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas orgánicas e inorgánicas que contienen fósforo,ii) at least one liquid fraction comprising solid and liquid organic and inorganic parts containing phosphorus,
c. sometiendo la fracción sólida fibrosa de la etapa b) a un tratamiento de saneamiento y extracción de N que comprende las etapas dec. subjecting the fibrous solid fraction of step b) to a treatment of sanitation and extraction of N comprising the steps of
i) calentar la fracción sólida fibrosa a una temperatura de más de 70 °C, opcionalmente bajo condiciones de pH alcalino, y opcionalmente ii) someter la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a una presión de más de 1 bar,i) heating the fibrous solid fraction to a temperature of more than 70 ° C, optionally under alkaline pH conditions, and optionally ii) subjecting the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen to a pressure of more than 1 bar,
en donde dicho tratamiento i) reduce o elimina los microorganismos viables presentes en la fracción sólida fibrosa, y ii) reduce el contenido de compuestos volátiles que contienen nitrógeno y/o compuestos volátiles precursores presentes en la fracción sólida fibrosa, ywherein said treatment i) reduces or eliminates viable microorganisms present in the fibrous solid fraction, and ii) reduces the content of volatile nitrogen-containing compounds and / or volatile precursor compounds present in the fibrous solid fraction, and
d. obtener un sustrato sólido fibroso que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico que tienen un contenido reducido de compuestos volátiles que contienen nitrógeno,d. obtaining a fibrous solid substrate comprising parts of organic and inorganic nitrogen that have a reduced content of volatile nitrogen-containing compounds,
e. proporcionando células y/o esporas fúngicas,and. providing fungal cells and / or spores,
f. contactar las células y/o esporas fúngicas con el sustrato sólido fibroso,F. contact the fungal cells and / or spores with the fibrous solid substrate,
g. cultivar las células y/o esporas fúngicas en dicho sustrato, yg. culturing the fungal cells and / or spores in said substrate, and
h. opcionalmente obtener un sustrato fungoso gastado.h. optionally obtain a spent fungus substrate.
DefinicionesDefinitions
Fermentación por lotes: Operación de la unidad de un fermentador donde un ciclo de fermentación, por ejemplo, preparación de materia prima, fermentación de biogás, producción de compuestos volátiles y formación de productos se completa antes de que comience el siguiente ciclo de fermentación.Batch fermentation: Operation of a fermenter unit where a fermentation cycle, for example, preparation of raw material, biogas fermentation, production of volatile compounds and product formation is completed before the next fermentation cycle begins.
Bioenergía: La producción, conversión y uso de material producido directa o indirectamente por la fotosíntesis (incluidos los desechos orgánicos) para fabricar combustibles y sustitutos de productos petroquímicos y otros productos intensivos en energía.Bioenergy: The production, conversion and use of material produced directly or indirectly by photosynthesis (including organic waste) to manufacture fuels and substitutes for petrochemicals and other energy-intensive products.
Biogás: una mezcla de gases producidos por la descomposición de la materia orgánica en ausencia de oxígeno. El biogás contiene principalmente metano (CH4) y también dióxido de carbono (CO2), y puede tener pequeñas cantidades de sulfuro de hidrógeno (H 2S), humedad y siloxanos.Biogas: a mixture of gases produced by the decomposition of organic matter in the absence of oxygen. The Biogas mainly contains methane (CH 4 ) and also carbon dioxide (CO 2 ), and may have small amounts of hydrogen sulfide (H 2 S), moisture and siloxanes.
Material de biomasa: Material orgánico que comprende fuentes fermentables de carbono y nitrógeno capaces de ser utilizadas por organismos microbianos en una fermentación.Biomass material: Organic material comprising fermentable sources of carbon and nitrogen capable of being used by microbial organisms in a fermentation.
Fermentación continua: Un sistema de fermentación en estado estable en el que el sustrato se agrega continuamente a un fermentador mientras que los productos y residuos se eliminan a un ritmo estable.Continuous fermentation: A steady state fermentation system in which the substrate is continuously added to a fermenter while the products and waste are removed at a stable rate.
Cocción: Un proceso para convertir el almidón seco y el agua en mosto licuado (agua, cáscaras de grano germen y dextrinas) utilizando controles de pH, parámetros de temperatura establecidos, controles de sólidos y enzimas. Deshidratación: La separación del agua libre de la porción de sólidos de, por ejemplo, fracciones sólidas fibrosas, mosto gastado, fango o vinaza entera por cribado, centrifugación, prensado de filtros u otros medios.Cooking: A process to convert dried starch and water into liquefied must (water, germ grain shells and dextrins) using pH controls, established temperature parameters, solids and enzyme controls. Dehydration: The separation of free water from the solid portion of, for example, fibrous solid fractions, spent must, sludge or whole vinegar by screening, centrifugation, filter pressing or other means.
Digestato: Fracción sólida obtenida de la fermentación anaerobia y la producción de biogás. Un digestato comprende una fracción fibrosa, sólidos no fibrosos, como minerales, y una fracción líquida. La digestión anaerobia produce dos productos principales: digestato y biogás.Digestate: Solid fraction obtained from anaerobic fermentation and biogas production. A digestate comprises a fibrous fraction, non-fibrous solids, such as minerals, and a liquid fraction. Anaerobic digestion produces two main products: digestate and biogas.
Material de la biomasa como materia prima: Una sustancia utilizada como materia prima en una fermentación.Biomass material as raw material: A substance used as raw material in a fermentation.
Fermentación: Conversión biológica de materiales de biomasa. La fermentación es una de varias etapas en el procesamiento de biomasa. Una fermentación es colectivamente todos los procesos metabólicos involucrados en la conversión de azúcares fermentables en uno o más productos finales de fermentación, como por ejemplo gases, ácidos y alcoholes.Fermentation: Biological conversion of biomass materials. Fermentation is one of several stages in biomass processing. A fermentation is collectively all metabolic processes involved in the conversion of fermentable sugars into one or more final fermentation products, such as gases, acids and alcohols.
Fibra / material fibroso: Fracción residual de origen vegetal y parte de un digestato resultante de una fermentación anaerobia y producción de biogás. La composición química de un material o fracción fibrosa puede comprender o consistir, por ejemplo, en celulosa y hemicelulosa, lignina, lignocelulosa y componentes vegetales adicionales, tales como, por ejemplo, dextrinas, inulina, quitinas, pectinas y beta-glucanos N-mineralizaciones: Proceso de conversión de amonio (iones) en amoníaco (gas). Separador de N: Proceso de eliminación de compuestos volátiles que contienen nitrógeno por evaporación.Fiber / fibrous material: Residual fraction of plant origin and part of a digestate resulting from anaerobic fermentation and biogas production. The chemical composition of a fibrous material or fraction may comprise or consist, for example, of cellulose and hemicellulose, lignin, lignocellulose and additional plant components, such as, for example, dextrins, inulin, chitins, pectins and beta-glucans N-mineralizations : Conversion process of ammonia (ions) into ammonia (gas). N Separator: Process of elimination of volatile compounds containing nitrogen by evaporation.
Agua de N: Fracción líquida residual que comprende pequeñas cantidades de compuestos que contienen nitrógeno en gran medida inorgánico.N water: Residual liquid fraction comprising small amounts of nitrogen-containing compounds largely inorganic.
NH3 : Amoníaco gaseoso: inhibidor de una fermentación de biogás en altas concentraciones. Un ejemplo de un compuesto volátil que contiene nitrógeno.NH 3 : Ammonia gas: inhibitor of a biogas fermentation in high concentrations. An example of a volatile nitrogen-containing compound.
NH4+: Iones amonio o sal de amonio. Capaz de convertirse en amoníaco gaseoso. Un ejemplo de un compuesto precursor de un compuesto volátil que contiene nitrógeno.NH 4 +: Ammonium ions or ammonium salt. Able to become gaseous ammonia. An example of a precursor compound of a volatile nitrogen-containing compound.
Permeado: Fracción líquida resultante de un proceso de separación en el que un material de biomasa se separa en una fracción sólida fibrosa y una o más fracciones líquidas que comprenden materia sólida y líquida. El permeado es una fracción esencialmente líquida sin sustancias sólidas.Permeate: Liquid fraction resulting from a separation process in which a biomass material separates into a fibrous solid fraction and one or more liquid fractions comprising solid and liquid matter. Permeate is an essentially liquid fraction without solid substances.
Material de biomasa predigerido: Alimentar material de biomasa para una fermentación anaerobia obtenida de una fermentación anaerobia realizada previamente.Predigested biomass material: Feed biomass material for anaerobic fermentation obtained from a previously performed anaerobic fermentation.
Fango: Estiércol con una concentración total de sólidos de entre aproximadamente 5 y 15 por ciento. Los fangos son bombeables. Por encima de una concentración total de sólidos del 15 por ciento, los fangos son semisólidos con un ángulo de reposo insignificante y se pueden raspar pero no apilar para su almacenamiento.Mud: Manure with a total solids concentration of between approximately 5 and 15 percent. The sludge is pumpable. Above a total solids concentration of 15 percent, the sludge is semi-solid with an insignificant resting angle and can be scraped but not stacked for storage.
Eliminación de compuestos volátiles: Proceso de realizar una evaporación bajo condiciones en las que los compuestos volátiles estarán presentes en forma gaseosa.Elimination of volatile compounds: Process of carrying out an evaporation under conditions in which volatile compounds will be present in gaseous form.
Descripción de los dibujosDescription of the drawings
La figura 1 ilustra el principio de producir biogás que comprende operar uno o más reactores de biogás y una o más fermentación(s) de diferentes biomasas; directamente en una instalación de fermentación (reactores termo o mesófilos) para desechos normales y fáciles de manejar, y en una realización según la presente divulgación, después de un pretratamiento basado en el tipo y la complejidad de la biomasa, como un pretratamiento termoquímico, como por ejemplo: la cocción a presión de cal que da como resultado la eliminación del amoníaco N. Mientras que los reactores de biogás convencionales se pueden operar usando, por ejemplo, estiércol, materiales de desecho orgánicos, ensilaje de maíz, suero y desechos lácteos, fango de la producción de queso, así como aceites vegetales, los reactores de biogás operados según la presente divulgación se pueden operar usando una amplia gama de materiales orgánicos que tienen un alto contenido de nitrógeno, como los desechos complejos, especialmente cuando se emplea un primer paso de fermentación en una unidad de instalación de fermentación previa (indicada como un reactor previo), donde el objetivo principal es la eliminación del primer sólido volátil como el nitrógeno en lugar de la producción de biogás.Figure 1 illustrates the principle of producing biogas comprising operating one or more biogas reactors and one or more fermentation (s) of different biomass; directly in a fermentation facility (thermo reactors or mesophiles) for normal and easy to handle wastes, and in an embodiment according to the present disclosure, after a pretreatment based on the type and complexity of the biomass, such as a thermochemical pretreatment, such as: lime pressure cooking results in the removal of ammonia N. While conventional biogas reactors can be operated using, for example, manure, organic waste materials, corn silage, whey and dairy wastes, cheese production sludge, as well as oils Vegetable, biogas reactors operated according to the present disclosure can be operated using a wide range of organic materials that have a high nitrogen content, such as complex wastes, especially when a first fermentation step is employed in a fermentation installation unit previous (indicated as a previous reactor), where the main objective is the elimination of the first solid or volatile like nitrogen instead of biogas production.
La figura 2 ilustra un flujo de proceso para diversos tipos de biomasa según una realización según la presente divulgación. El estiércol más simple y los desechos agrícolas se tratan directamente en la instalación de fermentación (digestor mesofílico) después de mezclarlos en M3 y M4. El material de desecho industrial se envía al digestor mesofílico después de haberse sometido a una etapa de digestión termofílica.Figure 2 illustrates a process flow for various types of biomass according to an embodiment according to the present disclosure. The simplest manure and agricultural wastes are treated directly in the fermentation facility (mesophilic digester) after mixing them in M3 and M4. The industrial waste material is sent to the mesophilic digester after having undergone a thermophilic digestion stage.
El desecho puede experimentar primero una etapa de mezcla en el mezclador M2. Para el estiércol y/o algunos desechos de categoría II, se emplea un tratamiento termoquímico en la unidad de presión (olla a presión) antes de enviar los desechos a la instalación de fermentación. La olla a presión está operativamente conectada con un separador de N para eliminar el nitrógeno producido durante el proceso de hidrólisis en la unidad de presión.The waste can first undergo a mixing stage in the M2 mixer. For manure and / or some category II wastes, a thermochemical treatment is used in the pressure unit (pressure cooker) before the waste is sent to the fermentation facility. The pressure cooker is operatively connected to an N separator to remove the nitrogen produced during the hydrolysis process in the pressure unit.
Para desechos complejos y algunos desechos de categoría II, se realiza una etapa de pre-tratamiento adicional en el pre-reactor antes del tratamiento termoquímico, para maximizar la conversión de N orgánico y proteína. El prereactor está conectado operacionalmente con una unidad separadora de N y saneamiento, para pasar antes de enviar la primera biomasa fermentada desinfectada para el tratamiento termoquímico en el pre-reactor, seguido de la fermentación para la producción de biogás. Como parte del post-procesamiento, se pueden emplear técnicas de separación para obtener valiosos recursos recuperables como N, P, K, agua.For complex wastes and some category II wastes, an additional pre-treatment stage is carried out in the pre-reactor before thermochemical treatment, to maximize the conversion of organic N and protein. The prereactor is operationally connected to an N and sanitation separator unit, to pass before sending the first disinfected fermented biomass for thermochemical treatment in the pre-reactor, followed by fermentation for biogas production. As part of post-processing, separation techniques can be used to obtain valuable recoverable resources such as N, P, K, water.
La figura 3 ilustra un diagrama del sistema para emplear el proceso según una realización según la presente divulgación. En particular, el sistema incluye la toma y almacenamiento de existencias de alimentos que proporciona biomasa de categoría II y/o compleja para la generación de biogás utilizando la primera unidad de instalación de fermentación (pre-fermentadores) y la unidad de separación de N y de saneamiento. El separador y la unidad de saneamiento se conectan a la unidad de presión (olla a presión) donde se produce la hidrólisis. Las unidades de presión están a su vez conectadas a la instalación de fermentación que puede incluir una pluralidad de digestores termofílicos o mesofílicos potencialmente interconectados.Figure 3 illustrates a system diagram for using the process according to an embodiment according to the present disclosure. In particular, the system includes the collection and storage of food stocks that provide category II and / or complex biomass for the generation of biogas using the first fermentation installation unit (pre-fermenters) and the separation unit of N and of sanitation The separator and the sanitation unit are connected to the pressure unit (pressure cooker) where hydrolysis occurs. The pressure units are in turn connected to the fermentation facility which may include a plurality of potentially interconnected thermophilic or mesophilic digesters.
En otras realizaciones según la presente divulgación, hay una instalación de alimentación de biomasa directamente a la unidad de presión (véase desechos líquidos I, II y II), la biomasa alimentada directamente se envía luego a la instalación de fermentación después de la hidrólisis en la unidad de presión. En otra realización según la presente divulgación, la biomasa también puede alimentarse directamente a la instalación de fermentación, ya sea directamente a los fermentadores termofílicos o directamente a los fermentadores mesofílicos o en secuencia, como se muestra por los desechos líquidos IV, V y VI o por alimentación de glicerina, aceite vegetal, leche y suero. En otra realización según la presente divulgación, los prefermentadores de la instalación de prefermentación también están conectados directamente a los fermentadores de la instalación de fermentación. En otra realización más según la presente divulgación, se proporciona un circuito cerrado entre la unidad de presión y los prefermentadores para permitir una mayor fermentación del material de biomasa.In other embodiments according to the present disclosure, there is a biomass feed facility directly to the pressure unit (see liquid wastes I, II and II), the directly fed biomass is then sent to the fermentation facility after hydrolysis in the pressure unit In another embodiment according to the present disclosure, the biomass can also be fed directly to the fermentation facility, either directly to thermophilic fermenters or directly to mesophilic fermenters or in sequence, as shown by liquid wastes IV, V and VI or by feeding glycerin, vegetable oil, milk and whey. In another embodiment according to the present disclosure, the pre-fermenters of the pre-fermentation plant are also directly connected to the fermenters of the fermentation plant. In yet another embodiment according to the present disclosure, a closed circuit is provided between the pressure unit and the pre-fermenters to allow further fermentation of the biomass material.
La figura 4 ilustra un diagrama de bloques del sistema para manejar desechos complejos según una realización según la presente divulgación. La biomasa se fermenta por primera vez en la instalación del pre-reactor, luego la primera biomasa fermentada se desvía a la unidad de extracción y saneamiento. El amoníaco generado durante la primera fermentación se elimina y se absorbe. La primera biomasa fermentada desinfectada se somete a cocción a presión (con o sin adición de cal) en la unidad de presión y el amoníaco generado durante esta etapa se elimina y se absorbe. La biomasa hidrolizada con contenido reducido de N luego se desvía a los fermentadores para la fermentación anaerobia y la producción de biogás. Parte de la biomasa que se fermenta en los fermentadores puede ser desviada de regreso a los prefermentadores, donde la cantidad actúa como un cultivo iniciador para facilitar el inicio de la fermentación en los prefermentadores. En algunas situaciones, la primera biomasa fermentada puede omitir el tratamiento termoquímico en la unidad de presión y puede enviarse directamente a los fermentadores para la producción de biogás. Figure 4 illustrates a block diagram of the system for handling complex wastes according to an embodiment according to the present disclosure. The biomass is fermented for the first time in the pre-reactor installation, then the first fermented biomass is diverted to the extraction and sanitation unit. The ammonia generated during the first fermentation is removed and absorbed. The first disinfected fermented biomass is subjected to pressure cooking (with or without addition of lime) in the pressure unit and the ammonia generated during this stage is removed and absorbed. Hydrolyzed biomass with reduced N content is then diverted to fermenters for anaerobic fermentation and biogas production. Some of the biomass that is fermented in the fermenters can be diverted back to the pre-fermenters, where the amount acts as a starter culture to facilitate the start of fermentation in the pre-fermenters. In some situations, the first fermented biomass can omit the thermochemical treatment in the pressure unit and can be sent directly to the fermenters for biogas production.
Las figuras 5 y 6 ilustran los principios del manejo y procesamiento de un material de biomasa según los métodos seleccionados de la presente descripción. Las biomasas con alto contenido de materia seca y fibra se muelen y se mezclan con tipos de biomasas más húmedas en el Bio-Mixer y desde allí conducen al Feed-Mixer donde finalmente se mezclan con biomasa precalentada y el separador de N para obtener el secado deseado contenido de materia y temperatura antes de agregarse al Reactor meso Madre o pre-reactores (PI - PIV)Figures 5 and 6 illustrate the principles of handling and processing of a biomass material according to the methods selected from the present description. Biomass with a high content of dry matter and fiber are ground and mixed with wetter types of biomass in the Bio-Mixer and from there lead to the Feed-Mixer where they finally mix with preheated biomass and the N separator to obtain drying desired content of matter and temperature before adding to the meso Mother Reactor or pre-reactors (PI - PIV)
El reactor Meso Madre es un reactor de biogás normal que funciona a 35-38 dg C, contenido de materia seca -12 -15% y tiempo de retención promedio de 12-15 días. Los pre-reactores son reactores de lotes más pequeños operados a 35-38 dg C, contenido de materia seca 15-18% y tiempo de retención promedio de 8-10 días 1 día para “eliminar y vaciar” y 1 día para “recarga”, para obtener el mayor contenido posible de NH4+-N antes de que el proceso sea “eliminado” al agregar CaO.The Meso Madre reactor is a normal biogas reactor that operates at 35-38 dg C, dry matter content -12 -15% and average retention time of 12-15 days. The pre-reactors are smaller batch reactors operated at 35-38 dg C, 15-18% dry matter content and average retention time of 8-10 days 1 day to “remove and empty” and 1 day to “recharge ”, To obtain the highest possible NH4 + -N content before the process is“ eliminated ”when adding CaO.
Desde los pre-reactores la biomasa parcialmente desgasificada se bombea al departamento de Sep y Sed (separación y sedimentación) y aquí se divide en las fracciones deseadas (fibras, concentrado, sedimento de P y permeado) o se conduce directamente al separador de N.La fibra se seca en el secador de tambor para evaporar los componentes inorgánicos de N y el agua.From the pre-reactors the partially degassed biomass is pumped to the department of Sep and Sed (separation and sedimentation) and here it is divided into the desired fractions (fibers, concentrate, P sediment and permeate) or directly directed to the N separator. The fiber is dried in the drum dryer to evaporate the inorganic components of N and the water.
Concentrado, con un alto contenido de NH4+-N, se lleva al extractor de N y después de la extracción de N se recicla como material de alimentación valioso y calentado al Feed-Mixer. El sedimento de P con alto contenido de P y bajo contenido de materia seca volátil se seca en el secador de tambor y se convierte en fertilizantes de P secos de alto valor. Permeado: alto en contenido de NH4+-N pero bajo en contenido de Org N y P se lleva al extractor de N y después de la extracción de N se recicla de nuevo como primera dilución y calentamiento del material de alimentación al Feed-Mixer.Concentrate, with a high NH4 + -N content, is taken to the N extractor and after the N extraction is recycled as valuable feed material and heated to the Feed-Mixer. The P sediment with high P content and low volatile dry matter content is dried in the drum dryer and converted into high value dry P fertilizers. Permeate: high in NH4 + -N content but low in Org N and P content is taken to the N extractor and after N extraction it is recycled again as the first dilution and heating of the feed material to the Feed Mixer.
La figura 7 ilustra el principio de secar una fracción sólida fibrosa usando un secador de tambor alimentado con astillas de madera de baja calidad y/o desechos de madera.Figure 7 illustrates the principle of drying a fibrous solid fraction using a drum dryer fed with low quality wood chips and / or wood debris.
El aire de combustión se toma del área de producción y se crea un poco de presión para reducir o eliminar preferiblemente la emisión de olores y odorantes al ambiente circundante.The combustion air is taken from the production area and some pressure is created to preferably reduce or eliminate the emission of odors and odorants to the surrounding environment.
El vapor de escape del secador de tambor con su contenido de energía, agua, componentes inorgánicos de N, olores y sustancias volátiles se inyectan en biomasa predigerida, concentrado o permeado de Sep y Sed en las unidades de extracción de N y se integran como parte de biomasa del extractor de N y calentada.The exhaust steam of the drum dryer with its energy content, water, inorganic components of N, odors and volatile substances are injected into predigested, concentrated or permeated biomass of Sep and Sed in the N extraction units and integrated as part of biomass from the N extractor and heated.
Se agrega CoA para asegurar el efecto óptimo de la extracción de N. El extractor de N gaseoso se absorbe en absorbentes y se fija en un fertilizante líquido NS agregando por H2SO4. La parte de agua de los absorbentes se recolecta como agua de N y se utiliza en la producción de alimentos nuevos y en la agricultura para fines de riego o se recicla de nuevo al Feed-Mixer como segunda dilución y calentamiento del material de alimentación.CoA is added to ensure the optimal effect of N extraction. The N gas extractor is absorbed into absorbents and fixed in a liquid NS fertilizer by adding H 2 SO 4 . The water part of the absorbents is collected as N water and used in the production of new foods and in agriculture for irrigation purposes or recycled back to the Feed-Mixer as the second dilution and heating of the feed material.
La figura 8 ilustra un sustrato de hongo como una mezcla de fibra seca de biomasa parcialmente desgasificada, así como otros tipos específicos de fibras y agua de N. Del sustrato, el hongo toma agua y parte de nutrientes y descompone la celulosa, la hemicelulosa, la lignina y otros componentes para obtener C. De 1,2 kg de sustrato se producen 0,2 kg de hongos exóticos (por ejemplo, Enokitake o Eryngii) y 1 kg de sustrato de hongo gastado o biomasa pretratada adecuada como material de alimentación básico para biogás.Figure 8 illustrates a fungus substrate as a dry fiber mixture of partially degassed biomass, as well as other specific types of N fibers and water. From the substrate, the fungus takes water and part of nutrients and breaks down cellulose, hemicellulose, lignin and other components to obtain C. From 1.2 kg of substrate 0.2 kg of exotic fungi are produced (for example, Enokitake or Eryngii) and 1 kg of spent fungus substrate or pretreated biomass suitable as basic feed material for biogas.
La figura 9 ilustra un principio para separar y sedimentar un material de biomasa de una fermentación anaerobia. La biomasa parcialmente desgasificada se bombea a la entrada del 1st tamiz vibratorio y se separa en una fracción sólida fibrosa, sedimento de P, concentrado y permeado.Figure 9 illustrates a principle to separate and sediment a biomass material from an anaerobic fermentation. The partially degassed biomass is pumped to the inlet of the 1st vibrating screen and separated into a fibrous solid fraction pellet P, concentrate and permeate.
La fig. 10 ilustra los datos en la tabla 6 (ver ejemplos)Fig. 10 illustrates the data in table 6 (see examples)
Descripción detallada de la divulgaciónDetailed description of the disclosure
La presente invención es tal y como se define en las reivindicaciones.The present invention is as defined in the claims.
La presente divulgación generalmente se refiere a un método combinado para fabricar y reciclar una fracción sólida fibrosa obtenida de una fermentación anaerobia de biogás para cultivar células de basidiomiceto, y posteriormente usar el sustrato de basidiomiceto gastado como material de biomasa de alimentación en la fermentación anaerobia de biogás a partir de la cual se obtuvo la fracción sólida fibrosa utilizada para el cultivo de las células de basiciomiceto. The present disclosure generally refers to a combined method for manufacturing and recycling a fibrous solid fraction obtained from an anaerobic biogas fermentation to grow basidiomycete cells, and subsequently use the spent basidiomycete substrate as a feedstock biomass material in anaerobic fermentation of biogas from which the fibrous solid fraction used for the basiciomycete cell culture was obtained.
En un aspecto según la presente divulgación, se proporciona un método para fabricar un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de Basidiomiceto.In one aspect according to the present disclosure, there is provided a method for manufacturing a fibrous solid substrate suitable for culturing Basidiomycete cells.
En otro aspecto según la presente divulgación, se proporciona un método para cultivar células fúngicas, que incluyen células de Basidiomiceto, y/o esporas, en un sustrato sólido fibroso.In another aspect according to the present disclosure, a method for culturing fungal cells, including Basidiomycete cells, and / or spores, on a fibrous solid substrate is provided.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para reciclar materiales de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico seleccionadas de materiales de biomasa sustrato de especies fúngicas gastadas y materiales de biomasa fermentada desgasificada.In a further aspect according to the present disclosure, there is provided a method for recycling biomass materials comprising parts of organic and inorganic nitrogen selected from substrate biomass materials of spent fungal species and degassed fermented biomass materials.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para controlar la composición de nutrientes de un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de Basidiomiceto.In a further aspect according to the present disclosure, a method is provided for controlling the nutrient composition of a fibrous solid substrate suitable for culturing Basidiomycete cells.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para controlar el contenido de humedad y la composición de nutrientes de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico adecuadas para cultivar células de Basidiomiceto.In a further aspect according to the present disclosure, a method is provided for controlling the moisture content and nutrient composition of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen suitable for culturing Basidiomycete cells.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para separar y secar un material de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, y proporcionar un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de Basidiomiceto.In a further aspect according to the present disclosure, a method is provided for separating and drying a biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen, and providing a fibrous solid substrate suitable for culturing Basidiomycete cells.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para reducir el contenido de compuestos de nitrógeno inorgánico en una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico de un material de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y que proporciona un componente fibroso sustrato sólido adecuado para cultivar células de basidiomicetos.In a further aspect according to the present disclosure, there is provided a method for reducing the content of inorganic nitrogen compounds in a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen of a biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen and which provides a fibrous solid substrate component suitable for culturing basidiomycete cells.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para aumentar la cantidad relativa de contenido de nitrógeno orgánico de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico de un biomaterial después de la fermentación y la producción de biogás.In a further aspect according to the present disclosure, there is provided a method for increasing the relative amount of organic nitrogen content of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen from a biomaterial after fermentation and biogas production.
En otro aspecto más según la presente divulgación, se proporciona un método para fraccionar un material de biomasa y obtener a) una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas, dicha fracción sólida fibrosa que comprende además partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, b) en al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas, y c) una fracción o sedimento que contiene fósforo.In yet another aspect according to the present disclosure, there is provided a method to fractionate a biomass material and obtain a) a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts, said fibrous solid fraction further comprising parts of organic and inorganic nitrogen, b) in at least one liquid fraction comprising solid and liquid parts, and c) a fraction or sediment containing phosphorus.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para producir un biogás por fermentación anaeróbica de un material de biomasa.In another additional aspect according to the present disclosure, a method for producing a biogas by anaerobic fermentation of a biomass material is provided.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para producir biogás y gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno mediante fermentaciones anaeróbicas secuenciales y extrayendo al menos parcialmente dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno, incluido amoníaco, de la biomasa fermentada materiales que comprenden partes orgánicas e inorgánicas.In a further aspect according to the present disclosure, there is provided a method for producing biogas and gases comprising volatile nitrogen-containing compounds by sequential anaerobic fermentations and at least partially extracting said volatile nitrogen-containing compounds, including ammonia, from fermented biomass materials that They comprise organic and inorganic parts.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para producir biogás y reducir o eliminar la emisión de una instalación de fermentación de biogás de olores indeseables en forma de gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y opcionalmente también que contiene azufre compuestos, por fermentaciones anaeróbicas secuenciales y la extracción de al menos parcialmente dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y opcionalmente también dichos compuestos volátiles que contienen azufre, incluido amoníaco y, cuando está presente, sulfuro de hidrógeno, de los materiales de biomasa fermentada que comprenden partes orgánicas e inorgánicas.In a further aspect according to the present disclosure, there is provided a method for producing biogas and reducing or eliminating the emission of a biogas fermentation plant from undesirable odors in the form of gases comprising volatile nitrogen-containing compounds, and optionally also containing sulfur compounds, by sequential anaerobic fermentations and the extraction of at least partially said volatile nitrogen-containing compounds, and optionally also said volatile sulfur-containing compounds, including ammonia and, when present, hydrogen sulfide, from fermented biomass materials comprising organic and inorganic parts.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para la fermentación secuencial de un material de biomasa.In a further aspect according to the present disclosure, a method for sequential fermentation of a biomass material is provided.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para obtener un material de biomasa de alimentación adecuado para usar en una fermentación anaerobia de biogás.In a further aspect according to the present disclosure, a method is provided for obtaining a feed biomass material suitable for use in anaerobic biogas fermentation.
En otro aspecto adicional según la presente divulgación, se proporciona un método para fermentar secuencial y diferencialmente un material de biomasa que comprende diferentes fuentes de bioenergía. In a further aspect according to the present disclosure, there is provided a method for sequentially and differentially fermenting a biomass material comprising different sources of bioenergy.
En otro aspecto más según la presente divulgación, se proporciona un método para producir y recoger primer y segundo compuestos volátiles a través de fermentaciones secuenciales de un material de biomasa fermentable. El procesamiento de materiales de biomasa antes de la fermentación anaerobia de biogás y la extracción de amoníaco de N antes de realizar la fermentación de biogás no siempre es suficiente para evitar una inhibición indeseable de las bacterias productoras de biogás por amoníaco no extraído durante la etapa de pretratamiento. Existe la necesidad de mejorar el procesamiento y la eliminación de sólidos volátiles de las biomasas antes de que dichas biomasas se sometan a etapas de pretratamiento, por ejemplo, que implican etapas de procesamiento termoquímico, tales como, por ejemplo, cocción a presión de cal.In yet another aspect according to the present disclosure, there is provided a method for producing and collecting first and second volatile compounds through sequential fermentations of a fermentable biomass material. The processing of biomass materials before anaerobic biogas fermentation and the extraction of N ammonia before carrying out the biogas fermentation is not always sufficient to avoid undesirable inhibition of biogas producing bacteria by ammonia not extracted during the stage of pretreatment There is a need to improve the processing and removal of volatile solids from biomass before said biomass undergoes pretreatment stages, for example, which involve thermochemical processing steps, such as, for example, lime pressure cooking.
También existe la necesidad de métodos novedosos e innovadores para extraer el amoníaco de N de diferentes biomasas, tales como materiales de biomasa que tienen un alto contenido de N.There is also a need for innovative and innovative methods to extract N ammonia from different biomass, such as biomass materials that have a high N content.
Además, existe la necesidad de mejorar la eficiencia de las fermentaciones anaerobias de biogás y su capacidad de utilizar constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados en particular de celulosa, hemicelulosa, lignina y lignocelulosa.In addition, there is a need to improve the efficiency of anaerobic biogas fermentations and their ability to use macromolecular nutrient constituents selected in particular from cellulose, hemicellulose, lignin and lignocellulose.
La presente divulgación facilita el procesamiento eficiente de biomasa y una mayor producción de energía renovable a partir del procesamiento y la fermentación anaeróbica de una amplia variedad de materiales de biomasa.The present disclosure facilitates efficient biomass processing and increased renewable energy production from anaerobic processing and fermentation of a wide variety of biomass materials.
Muchos tipos de biomasa/materiales orgánicos tienen un alto potencial energético que puede explotarse procesando el material de biomasa. Una forma de procesar un material orgánico es realizar una fermentación anaeróbica que resulta en la producción de biogás. Este proceso representa la conversión de un potencial energético en una fuente de energía fácilmente utilizable.Many types of biomass / organic materials have a high energy potential that can be exploited by processing the biomass material. One way to process an organic material is to perform an anaerobic fermentation that results in the production of biogas. This process represents the conversion of an energy potential into an easily usable energy source.
Hay cuatro etapas biológicas y químicas clave de una fermentación anaeróbica: hidrólisis; acidogénesis; acetogénesis; y metanogénesis. Para que las bacterias en condiciones anaerobias puedan explotar el potencial energético de los materiales orgánicos utilizados como sustratos, las macromoléculas presentes en los materiales de biomasa deben descomponerse inicialmente en sus partes constituyentes más pequeñas. El proceso de romper las estructuras macromoleculares implica inicialmente una hidrólisis y/o una oxidación de las estructuras macromoleculares. La descomposición de los componentes macromoleculares presentes en los materiales de biomasa puede tener lugar ventajosamente, por ejemplo, durante una etapa de procesamiento de pretratamiento antes de la fermentación anaerobia y la producción de biogás.There are four key biological and chemical stages of an anaerobic fermentation: hydrolysis; acidogenesis; acetogenesis; and methanogenesis. In order for bacteria under anaerobic conditions to exploit the energy potential of organic materials used as substrates, the macromolecules present in biomass materials must initially decompose into their smallest constituent parts. The process of breaking macromolecular structures initially involves hydrolysis and / or oxidation of macromolecular structures. The decomposition of the macromolecular components present in the biomass materials can take place advantageously, for example, during a pretreatment processing stage before anaerobic fermentation and biogas production.
Las partes constituyentes resultantes, que incluyen monómeros y oligómeros, tales como constituyentes degradados que comprenden residuos de azúcar y/o aminoácidos, pueden ser metabolizados más fácilmente por organismos microbianos involucrados en uno o más de los pasos de la acidogénesis; acetogénesis; y metanogénesis.The resulting constituent parts, which include monomers and oligomers, such as degraded constituents comprising sugar residues and / or amino acids, can be more easily metabolized by microbial organisms involved in one or more of the steps of acidogenesis; acetogenesis; and methanogenesis.
El acetato y el hidrógeno producidos en las primeras etapas de una fermentación anaerobia pueden ser utilizados directamente por los metanógenos. Otras moléculas, como los ácidos grasos volátiles (AGV) con una longitud de cadena que es mayor que la del acetato, primero deben catabolizarse en compuestos que puedan ser metabolizados directamente por los metanógenos.Acetate and hydrogen produced in the early stages of an anaerobic fermentation can be used directly by methanogens. Other molecules, such as volatile fatty acids (VFA) with a chain length that is greater than that of acetate, must first be catabolized into compounds that can be directly metabolized by methanogens.
El proceso biológico de acidogénesis descompone aún más los componentes restantes por bacterias acidogénicas (fermentativas). Aquí, los AGV se crean junto con amoníaco, dióxido de carbono y sulfuro de hidrógeno, así como otros subproductos.The biological process of acidogenesis further decomposes the remaining components by acidogenic (fermentative) bacteria. Here, AGVs are created along with ammonia, carbon dioxide and hydrogen sulfide, as well as other by-products.
La tercera etapa de una fermentación anaerobia es la acetogénesis. Aquí, las moléculas simples creadas a través de la fase de acidogénesis se digieren aún más mediante acetógenos para producir en gran medida ácido acético, así como dióxido de carbono e hidrógeno.The third stage of an anaerobic fermentation is acetogenesis. Here, simple molecules created through the acidogenesis phase are further digested by acetogens to produce acetic acid, as well as carbon dioxide and hydrogen.
La etapa final de una fermentación anaeróbica es la de la metanogénesis. Los metanógenos metabolizan los compuestos intermedios formados durante las etapas anteriores de la fermentación anaeróbica, y estos compuestos se metabolizan en metano, dióxido de carbono y agua. Los compuestos antes mencionados son los principales componentes de un biogás. La metanogénesis es sensible a los pH altos y bajos, y la metanogénesis generalmente ocurre entre pH 6,5 y pH 8.The final stage of an anaerobic fermentation is that of methanogenesis. Methanogens metabolize the intermediate compounds formed during the previous stages of anaerobic fermentation, and these compounds are metabolized into methane, carbon dioxide and water. The aforementioned compounds are the main components of a biogas. Methanogenesis is sensitive to high and low pH, and methanogenesis usually occurs between pH 6.5 and pH 8.
El material orgánico restante no digerible que los microbios presentes en el fermentador de biogás no pueden metabolizar, junto con los restos bacterianos muertos, constituye el digestato de la fermentación en forma de una fracción sólida fibrosa que puede separarse más de las fermentaciones líquidas y procesadas como se describe a continuación.The non-digestible remaining organic material that the microbes present in the biogas fermenter cannot Metabolizing, together with dead bacterial debris, constitutes the fermentation digestate in the form of a fibrous solid fraction that can be separated more from the liquid and processed fermentations as described below.
Además de tener un alto potencial energético, muchos materiales de biomasa también tienen un alto contenido de nitrógeno (N). Cuando tales materiales orgánicos se usan como sustratos para convertir materiales orgánicos en bioenergía en una planta de bioenergía, en particular biogás en una planta de biogás, el N orgánico se convertirá gradualmente en amoníaco.In addition to having a high energy potential, many biomass materials also have a high nitrogen content (N). When such organic materials are used as substrates to convert organic materials into bioenergy in a bioenergy plant, in particular biogas in a biogas plant, organic N will gradually become ammonia.
La formación de amoníaco en una planta de bioenergía, especialmente a niveles altos, representa un problema ya que muchas bacterias productoras de biogás son sensibles a altos niveles de amoníaco, y los altos niveles de amoníaco en un fermentador de biogás reducirán o inhibirán la producción de metano. En última instancia, la formación de altos niveles de amoníaco matará las bacterias productoras de biogás e inhibirá cualquier formación adicional de biogás.The formation of ammonia in a bioenergy plant, especially at high levels, represents a problem since many biogas producing bacteria are sensitive to high levels of ammonia, and high levels of ammonia in a biogas fermenter will reduce or inhibit the production of methane. Ultimately, the formation of high levels of ammonia will kill the biogas producing bacteria and inhibit any additional biogas formation.
Los niveles inhibitorios de amoníaco en un fermentador de biogás dependen de las condiciones utilizadas. En condiciones de fermentación termofílica, aprox. De 3,8 a 4,2 kg de amoníaco por tonelada de biomasa, como 4,0 kg, se considera inhibitorio si la biomasa se ha pretratado termo químicamente con piedra caliza añadida, de lo contrario, en ausencia de cualquier pre tratamiento termoquímico, el nivel inhibitorio es de aprox. 3,4 a 3,6 kg de amoníaco por tonelada de biomasa, como 3,5 kg. En condiciones de fermentación mesofílica, la cifra es de aprox. De 5,5 a 6,0 kg de amoníaco por tonelada de biomasa, como 5,8 kg, se considera inhibitorio si la biomasa se ha pretratado termo químicamente con piedra caliza añadida, de lo contrario, en ausencia de cualquier pre tratamiento termoquímico, el nivel inhibitorio es de aprox. 4,4 a 5,0 kg de amoníaco por tonelada de biomasa, como 4,7 kg. Se puede esperar que el proceso de fermentación de biogás se inhiba por completo a niveles de amoníaco de aprox.The inhibitory levels of ammonia in a biogas fermenter depend on the conditions used. Under thermophilic fermentation conditions, approx. From 3.8 to 4.2 kg of ammonia per ton of biomass, such as 4.0 kg, it is considered inhibitory if the biomass has been chemically pretreated with added limestone, otherwise, in the absence of any thermochemical pretreatment, the inhibitory level is approx. 3.4 to 3.6 kg of ammonia per ton of biomass, such as 3.5 kg. Under conditions of mesophilic fermentation, the figure is approx. From 5.5 to 6.0 kg of ammonia per ton of biomass, such as 5.8 kg, it is considered inhibitory if the biomass has been chemically pretreated with added limestone, otherwise, in the absence of any thermochemical pretreatment, the inhibitory level is approx. 4.4 to 5.0 kg of ammonia per ton of biomass, such as 4.7 kg. The biogas fermentation process can be expected to be completely inhibited at ammonia levels of approx.
7,0 kg a 7,5 kg de amoníaco por tonelada de biomasa, como 7,2 kg de amoníaco por tonelada de biomasa.7.0 kg to 7.5 kg of ammonia per ton of biomass, such as 7.2 kg of ammonia per ton of biomass.
Los valores de umbral de inhibición de amoníaco mencionados anteriormente generalmente se tienen en cuenta cuando se operan plantas comerciales de biogás utilizando materiales orgánicos convencionales como sustratos para las bacterias productoras de biogás. Muchas de estas plantas se operan según una estrategia de dos pasos que inicialmente adopta condiciones de digestión termófila en un primer paso y condiciones de digestión mesófila en un segundo paso separado y posterior.The above mentioned ammonia inhibition threshold values are generally taken into account when operating commercial biogas plants using conventional organic materials as substrates for biogas producing bacteria. Many of these plants are operated according to a two-step strategy that initially adopts thermophilic digestion conditions in a first step and mesophilic digestion conditions in a separate and subsequent second step.
La conversión de N orgánico en N de amoniaco progresa durante un proceso de fermentación anaeróbica, es decir, durante el proceso de generación de biogás por fermentación anaerobia, y una conversión de hasta aprox. Se puede esperar del 60 al 70% de N orgánico a N de amoniaco según la presente divulgación.The conversion of organic N to N of ammonia progresses during an anaerobic fermentation process, that is, during the process of generating biogas by anaerobic fermentation, and a conversion of up to approx. 60 to 70% organic N to N ammonia can be expected according to the present disclosure.
Los desafíos particulares surgen cuando es deseable procesar materiales orgánicos que tienen un contenido particularmente alto de N orgánico, ya que se puede esperar que los niveles inhibitorios de amoníaco durante la fermentación de biogás ocurran relativamente temprano en el proceso de fermentación debido a los altos niveles de N orgánico y proteína en el material orgánico a procesar.Particular challenges arise when it is desirable to process organic materials that have a particularly high content of organic N, since it is expected that ammonia inhibitory levels during biogas fermentation occur relatively early in the fermentation process due to high levels of fermentation. Organic N and protein in the organic material to be processed.
Los problemas relacionados con el alto contenido de N orgánico en las materias primas básicas también son bien conocidos en relación con la producción de sustrato de hongo y normalmente esto se resuelve mediante compostaje y mezcla. Hacer esto significa perder contenido valioso de C de la parte fácilmente degradable de sólidos volátiles y, en paralelo, se pierde parte de N.Problems related to the high content of organic N in basic raw materials are also well known in relation to the production of fungus substrate and this is usually solved by composting and mixing. Doing this means losing valuable C content of the easily degradable part of volatile solids and, in parallel, part of N. is lost.
La producción convencional de sustrato se basa en el uso de estiércol de aves de corral, basura profunda, paja, aserrín y tipos similares de desechos orgánicos complejos con alto contenido de celulosa, hemicelulosa, lignina y/o N orgánico.Conventional substrate production is based on the use of poultry manure, deep litter, straw, sawdust and similar types of complex organic waste with high cellulose, hemicellulose, lignin and / or organic N content.
El uso del sustrato de hongo gastado como material de alimentación principal en una planta de biogás convencional se debe al alto contenido de N orgánico que no es posible, pero en combinación con otros tipos de desechos y biomasas, y cuando se usan las tecnologías y procesos en la presente divulgación, el sustrato gastado es un valioso material de alimentación. Esto se ilustra en los ejemplos.The use of the spent mushroom substrate as the main feed material in a conventional biogas plant is due to the high content of organic N that is not possible, but in combination with other types of waste and biomass, and when technologies and processes are used In the present disclosure, the spent substrate is a valuable feedstock. This is illustrated in the examples.
Ejemplos de materiales orgánicos con alto contenido de N, como se evidencia en las tablas anteriores, son, por ejemplo, fango de queso y despojos, productos estomacales e intestinales, y otras categorías o tipos de desechos en tabletas. Sin embargo, para realizar tal mezcla, uno necesita tener acceso a materiales orgánicos bajos en N, y esto plantea un desafío particular con respecto a las instalaciones de mezcla y la disponibilidad en general de tipos particulares de materiales orgánicos que necesitarán estar disponibles para “dilución” de materiales orgánicos que contienen altos niveles de N orgánico y/o proteína. En consecuencia, no siempre es posible realizar tal mezcla de diferentes materiales orgánicos e incluso si fuera posible, impone ciertas restricciones prácticas sobre los materiales orgánicos para ser procesados por fermentación anaerobia.Examples of organic materials with a high N content, as evidenced in the above tables, are, for example, cheese sludge and offal, stomach and intestinal products, and other categories or types of debris in tablets. However, in order to perform such a mixture, one needs to have access to organic materials low in N, and this poses a particular challenge with regard to mixing facilities and the general availability of particular types of organic materials that will need to be available for “dilution. "Of organic materials that They contain high levels of organic N and / or protein. Consequently, it is not always possible to make such a mixture of different organic materials and even if possible, imposes certain practical restrictions on the organic materials to be processed by anaerobic fermentation.
La presente divulgación proporciona además soluciones técnicas al problema de cómo ajustar y controlar el contenido de humedad y el contenido de N inorgánico así como de N orgánico y, en paralelo, proporciona soluciones técnicas sobre el problema de cómo mejorar la producción de biogás en un comercio de biogás vegetal. Las soluciones implican métodos novedosos e inventivos para reducir el N orgánico y la proteína en un material orgánico que comprende además al menos una fuente de carbono (C), ya sea antes de realizar una fermentación anaeróbica que resulta en la producción de biogás o durante el progreso de una fermentación anaeróbica.The present disclosure also provides technical solutions to the problem of how to adjust and control the moisture content and the content of inorganic N as well as organic N and, in parallel, provides technical solutions on the problem of how to improve the production of biogas in a trade of vegetable biogas. The solutions involve innovative and inventive methods to reduce organic N and protein in an organic material that also comprises at least one source of carbon (C), either before carrying out an anaerobic fermentation resulting in biogas production or during the progress of an anaerobic fermentation.
La fermentación anaeróbica que resulta en la producción de biogás es seguida por uno o más pasos de procesamiento destinados a la extracción del amoníaco de N del material orgánico después de la producción de biogás por predigestión en instalaciones de fermentación, calentamiento y secado. Esto se ilustra en los ejemplos. La presente divulgación generalmente se refiere a un método combinado para fabricar y reciclar una fracción sólida fibrosa obtenida de una fermentación anaerobia de biogás para cultivar células de basidiomiceto, y posteriormente usar el sustrato de basidiomiceto gastado como material de biomasa de alimentación en la fermentación anaerobia de biogás a partir de la cual se obtuvo la fracción sólida fibrosa utilizada para el cultivo de las células de basiciomiceto.Anaerobic fermentation resulting in the production of biogas is followed by one or more processing steps intended for the extraction of N ammonia from the organic material after biogas production by pre-digestion in fermentation, heating and drying facilities. This is illustrated in the examples. The present disclosure generally refers to a combined method for manufacturing and recycling a fibrous solid fraction obtained from an anaerobic biogas fermentation to grow basidiomycete cells, and subsequently use the spent basidiomycete substrate as a feedstock biomass material in anaerobic fermentation of biogas from which the fibrous solid fraction used for the basiciomycete cell culture was obtained.
Una vez que se ha obtenido el sustrato sólido fibroso a partir de una producción de biogás anaeróbico, se puede contactar el sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de basidiomiceto con una o más especies de células o esporas de basidiomiceto, y cultivar dichas células o esporas de basidiomiceto en dicho sustrato sólido fibroso de acuerdo - en una realización según la presente divulgación- con protocolos de cultivo de última generación. Ejemplos de tales protocolos se presentan aquí en otra parte.Once the fibrous solid substrate has been obtained from an anaerobic biogas production, the fibrous solid substrate suitable for culturing basidiomycete cells can be contacted with one or more species of basidiomycete cells or spores, and culturing said cells or spores of basidiomycete in said fibrous solid substrate according - in an embodiment according to the present disclosure - with latest generation culture protocols. Examples of such protocols are presented here elsewhere.
Puede ser necesario agregar a dicha fracción sólida fibrosa obtenida de este modo que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico una o más composiciones de sustrato nutritivo suplementario sólido y/o líquido, generando así un sustrato sólido fibroso final listo para usar adecuado para cultivo de células basidiomicetas. Además, puede ser necesario un ajuste del pH de las partes líquidas del sustrato sólido fibroso final, listo para usar, adecuado para cultivar células de Basidiomiceto, resultando dicho ajuste en un valor de pH final de aproximadamente 5,0 a aproximadamente 7,5.It may be necessary to add to said fibrous solid fraction thus obtained which comprises parts of organic and inorganic nitrogen one or more solid and / or liquid supplementary nutrient substrate compositions, thereby generating a ready-to-use final fibrous solid substrate suitable for cell culture. Basidiomycetes In addition, a pH adjustment of the liquid parts of the final fibrous solid substrate, ready to use, suitable for culturing Basidiomycete cells may be necessary, said adjustment resulting in a final pH value of about 5.0 to about 7.5.
Por consiguiente, en una realización según la presente divulgación, el método citado anteriormente comprende además los pasos de añadir a dicha fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico una o más composiciones de sustrato de nutrientes suplementarios sólidos y/o líquidos, por lo tanto generando así un sustrato sólido fibroso final, listo para usar, adecuado para el cultivo de células de Basidiomicetos, y/o ajustando el pH de las partes líquidas del sustrato sólido fibroso final, listo para usar, adecuado para el cultivo de células de Basidiomicetos, dicho ajuste de pH resultando en un valor final de pH de aproximadamente 5,0 a aproximadamente 7,5.Accordingly, in an embodiment according to the present disclosure, the method cited above further comprises the steps of adding to said fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen one or more solid and / or liquid supplemental nutrient substrate compositions, by thus generating a final, ready-to-use fibrous solid substrate, suitable for the cultivation of Basidiomycete cells, and / or adjusting the pH of the liquid parts of the final, ready-to-use fibrous solid substrate, suitable for cell culture. Basidiomycetes, said pH adjustment resulting in a final pH value of about 5.0 to about 7.5.
El sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de basidiomiceto comprende preferiblemente uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina. La lignocelulosa en forma de material de biomasa de alimentación que colectivamente comprende celulosa, hemicelulosa y lignina como constituyentes macromoleculares es otro ejemplo según la presente divulgación de materiales de biomasa y constituyentes de nutrientes macromoleculares difíciles para los organismos microbianos involucrados en una o más etapas de una fermentación anaerobia y en la producción de biogás para digerir.The fibrous solid substrate suitable for culturing basidiomycete cells preferably comprises one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin. Lignocellulose in the form of feed biomass material that collectively comprises cellulose, hemicellulose and lignin as macromolecular constituents is another example according to the present disclosure of biomass materials and constituents of difficult macromolecular nutrients for microbial organisms involved in one or more stages of a Anaerobic fermentation and biogas production to digest.
Las primeras etapas de una fermentación de biogás incluyen una etapa inicial de hidrólisis de constituyentes de nutrientes macromoleculares en sus constituyentes básicos, o en constituyentes de nutrientes que pueden ser metabolizados y fermentados más fácilmente por los organismos microbianos involucrados en una o más etapas de una fermentación anaeróbica y en la producción de biogás.The first stages of a biogas fermentation include an initial stage of hydrolysis of macromolecular nutrient constituents in their basic constituents, or in nutrient constituents that can be more easily metabolized and fermented by the microbial organisms involved in one or more stages of a fermentation. anaerobic and biogas production.
El metabolismo de los constituyentes de nutrientes es esencial para la producción de biogás ya que no se pueden realizar actividades microbianas fermentables y generadoras de energía en ausencia de dicho metabolismo.The metabolism of nutrient constituents is essential for the production of biogas since fermentable and energy-generating microbial activities cannot be performed in the absence of said metabolism.
Es un desafío particular durante una fermentación de biogás anaeróbico que no, o que se produzca una hidrólisis insuficiente de los constituyentes de nutrientes macromoleculares en sus constituyentes básicos, o en constituyentes de nutrientes que puedan ser metabolizados y fermentados más fácilmente por los organismos microbianos involucrados en uno o más etapas de una fermentación anaerobia y producción de biogás.It is a particular challenge during an anaerobic biogas fermentation that does not, or that insufficient hydrolysis of macromolecular nutrient constituents occurs in their basic constituents, or in nutrient constituents that can be more easily metabolized and fermented by microbial organisms. involved in one or more stages of an anaerobic fermentation and biogas production.
En consecuencia, el sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de Basidiomiceto con una o más especies de células o esporas de Basidiomiceto que contendrá, como resultado de una hidrólisis insuficiente de componentes de nutrientes macromoleculares en sus componentes básicos, o en componentes de nutrientes que pueden ser más los organismos microbianos implicados en una o más etapas de fermentación anaerobia y producción de biogás que se metabolizan y fermentan fácilmente - uno o más constituyentes de los nutrientes macromoleculares seleccionados preferiblemente del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina, así como lignocelulosa, un material de biomasa que comprenden colectivamente celulosa, hemicelulosa y lignina, como tales componentes nutritivos macromoleculares son difíciles, sino imposibles, para muchos, sino todos, los organismos microbianos involucrados en una o más etapas de fermentación anaerobia y producción de biogás para digerir.Consequently, the fibrous solid substrate suitable for culturing Basidiomycete cells with one or more species of Basidiomycete cells or spores that will contain, as a result of insufficient hydrolysis of macromolecular nutrient components in their basic components, or in nutrient components that can be more microbial organisms involved in one or more stages of anaerobic fermentation and biogas production that are easily metabolized and fermented - one or more constituents of macromolecular nutrients preferably selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin, as well as lignocellulose, a biomass material that collectively comprise cellulose, hemicellulose and lignin, as such macromolecular nutritional components are difficult, if not impossible, for many, if not all, of the microbial organisms involved in one or more stages of anaerobic fermentation and biogas production to digest.
Sin embargo, muchos organismos fúngicos, incluidos muchos basidiomicetos, son capaces de digerir componentes nutritivos macromoleculares seleccionados preferiblemente del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina, así como lignocelulosa, ya que muchos organismos fúngicos producen y secretar enzimas extracelulares para las que dichos componentes de nutrientes macromoleculares forman un sustrato.However, many fungal organisms, including many basidiomycetes, are capable of digesting macromolecular nutritional components preferably selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin, as well as lignocellulose, since many fungal organisms produce and secrete extracellular enzymes for which said components of macromolecular nutrients form a substrate.
Según ello, la célula Basidiomicetos se puede seleccionar de cualquiera de las subclases de Agaricomycetidae, Exobasidiomycetidae, Tremellomycetidae y Ustilaginomycetidae, siempre que la célula Basidiomicetos en cuestión sea capaz de degradar o digerir uno o más macromoleculares constituyentes de nutrientes preferiblemente seleccionados del grupo compuesto por celulosa, hemicelulosa y lignina, así como lignocelulosa.Accordingly, the Basidiomycetes cell can be selected from any of the subclasses of Agaricomycetidae, Exobasidiomycetidae, Tremellomycetidae and Ustilaginomycetidae, provided that the Basidiomycetes cell in question is capable of degrading or digesting one or more macromolecular constituents of nutrients preferably selected from the group consisting of nutrients preferably selected from the group , hemicellulose and lignin, as well as lignocellulose.
Las células de basidiomiceto preferidas son aquellas que son comestibles, como por ejemplo una célula seleccionada de los géneros de Agaricus, Lentinula (Lentinus), Flammulina, Pleurotus; y Lyophyllum. Además, y más específicamente, la célula de Basidiomiceto puede seleccionarse de la especie de Lentinula (Lentinus) edodes; Especies comestibles de Agaricus, como por ejemplo Agaricus blazei Murill (AbM), también conocido como Agaricus subrufescens Peck, también conocido como Agaricus brasiliensis Wasser y Agaricus bisporus, Flammulina velutipes (Enokitake), Pleurotus eryngii (Eryngii), Pleurotus ostreatus; y Lyophyllum shimeji (Shimeji).Preferred basidiomycete cells are those that are edible, such as a cell selected from the genera of Agaricus, Lentinula (Lentinus), Flammulina, Pleurotus; and Lyophyllum. In addition, and more specifically, the Basidiomycete cell can be selected from the species of Lentinula (Lentinus) edodes; Edible species of Agaricus, such as Agaricus blazei Murill (AbM), also known as Agaricus subrufescens Peck, also known as Agaricus brasiliensis Wasser and Agaricus bisporus, Flammulina velutipes (Enokitake), Pleurotus eryngii (Eryngii ostus; Pleurotus ostus; Pleurotus; and Lyophyllum shimeji (Shimeji).
Por lo tanto, reciclando una vez, o más de una vez, en cualquier orden, a) métodos de fermentación de biogás anaerobio que explotan, como material de biomasa de alimentación, sustrato fúngico gastado, y b) métodos de cultivo de basidiomicetos usados en una fracción sólida fibrosa procedente de desperdicios, material de biomasa fermentado anaeróbicamente como sustrato para el cultivo de dichos basidiomicetos; se puede reciclar y utilizar de manera más eficiente para todos los constituyentes de nutrientes macromoleculares mencionados anteriormente presentes en un material de biomasa que se utilizará tanto para la fermentación anaerobia de biogás como para el cultivo de especies fúngicas.Therefore, recycling once, or more than once, in any order, a) anaerobic biogas fermentation methods that explode, such as feed biomass material, spent fungal substrate, and b) basidiomycete culture methods used in a solid fibrous fraction from waste, anaerobically fermented biomass material as a substrate for the cultivation of said basidiomycetes; It can be recycled and used more efficiently for all the macromolecular nutrient constituents mentioned above present in a biomass material that will be used both for anaerobic fermentation of biogas and for the cultivation of fungal species.
Los organismos fúngicos adecuados pueden seleccionarse de organismos que constituyen el filo Basidiomicotas del reino Hongos o, en esquemas de clasificación más antiguos, la clase Basidiomicetos del reino Plantae, es decir, organismos fúngicos caracterizados por portar las esporas en un basidio, incluidos los hongos comestibles descritos en este documento en otra parte con más detalle. Los basidiomicetos preferidos son aquellos géneros y especies que producen enzimas extracelulares capaces de digerir uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados entre celulosa, hemicelulosa, lignina y lignocelulosa. Entre los géneros y especies de Basidiomicetos preferidos, se prefieren particularmente los géneros y especies de Basidiomicetos que son comestibles.Suitable fungal organisms may be selected from organisms that constitute the Basidiomicotas phylum of the Fungi kingdom or, in older classification schemes, the Basidiomycetes class of the Plantae kingdom, that is, fungal organisms characterized by carrying spores in a basidium, including edible fungi described in this document elsewhere in more detail. Preferred basidiomycetes are those genera and species that produce extracellular enzymes capable of digesting one or more constituents of macromolecular nutrients selected from cellulose, hemicellulose, lignin and lignocellulose. Among the genera and species of Basidiomycetes preferred, the genera and species of Basidiomycetes which are edible are particularly preferred.
La reutilización secuencial y combinada de materiales de biomasa desgasificada y sustratos de hongos gastados, respectivamente, se describe en varios aspectos según la presente divulgación, como quedará claro a partir de la siguiente descripción de la presente divulgación. El sustrato fúngico gastado desviado a un fermentador de biogás anaeróbico como se describió anteriormente se complementa con materiales de biomasa de desechos orgánicos adicionales antes de la fermentación de biogás para proporcionar un material de biomasa de alimentación más óptimo y para garantizar la utilización continua de fuentes adecuadas y preferidas de materiales de biomasa fermentables y biodegradables. Las materias primas de biomasa sólida que ingresan a un fermentador de biogás anaeróbico de esta manera pueden diluirse a un contenido adecuado de sólidos totales al agregar a dichas materias primas de biomasa sólida para cualquier dilución líquida o fuente de suspensión, como por ejemplo líquidos obtenidos al fragmentar y drenar un material de biomasa gastado, fermentado y desgasificado para obtener una fracción sólida fibrosa. También se pueden aceptar fangos de estiércol para este propósito.The sequential and combined reuse of degassed biomass materials and spent fungus substrates, respectively, is described in several aspects according to the present disclosure, as will be clear from the following description of the present disclosure. The spent fungal substrate diverted to an anaerobic biogas fermenter as described above is supplemented with additional organic waste biomass materials before biogas fermentation to provide a more optimal feed biomass material and to ensure the continuous use of adequate sources and preferred of fermentable and biodegradable biomass materials. Solid biomass raw materials entering an anaerobic biogas fermenter in this way can be diluted to an adequate total solid content by adding to said solid biomass raw materials for any liquid dilution or suspension source, such as liquids obtained by Fragment and drain a spent, fermented and degassed biomass material to obtain a fibrous solid fraction. Manure sludge can also be accepted for this purpose.
El sustrato sólido fibroso obtenido a partir de una fermentación anaerobia de biogás comprende preferiblemente uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste de celulosa, hemicelulosa y lignina, o en forma de lignocelulosa. El sustrato sólido fibroso también puede comprender uno o más de dichos constituyentes macromoleculares, preferiblemente más de un constituyente macromolecular, tal como dos o tres constituyentes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina, en donde dichos constituyentes macromoleculares no son, o solo son en parte, metabolizado por bacterias anaerobias involucradas en la producción en condiciones de fermentación anaerobia de biogás, y puede ser metabolizado al menos en parte por dichas células de Basidiomiceto en contacto con el sustrato sólido fibroso.The fibrous solid substrate obtained from an anaerobic biogas fermentation preferably comprises one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin, or in the form of lignocellulose. The fibrous solid substrate may also comprise one or more of said macromolecular constituents, preferably more than one macromolecular constituent, such as two or three macromolecular constituents selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin, wherein said macromolecular constituents are not, or are only partly, metabolized by anaerobic bacteria involved in the production under anaerobic fermentation of biogas, and it can be metabolized at least in part by said Basidiomycete cells in contact with the fibrous solid substrate.
La digestión en particular por enzimas basidiomiceto extracelulares de dichos constituyentes macromoleculares da como resultado una hidrólisis y/o una oxidación de al menos parte de dichos constituyentes macromoleculares, en donde dicha hidrólisis y/u oxidación de al menos parte de dichos constituyentes macromoleculares a su vez genera un sustrato capaz de ser fermentado por organismos microbianos involucrados en una o más etapas de una fermentación de biogás, en donde dichos organismos microbianos involucrados en dicha etapa o más etapas de una fermentación de biogás metabolizan preferentemente la hidrólisis y/o los productos de oxidación resultantes de la hidrólisis y/o la oxidación de dichos constituyentes macromoleculares, y metaboliza con menor preferencia dichos constituyentes macromoleculares, incluyendo celulosa, hemicelulosa y lignina, o en donde dichos organismos microbianos involucrados en dicha una o más etapas de una fermentación de biogás son esencialmente incapaces de metabolizar dichos constituyentes macromoleculares, incluida la celulosa, hemicelulosa y lignina.The digestion in particular by extracellular basidiomycete enzymes of said macromolecular constituents results in hydrolysis and / or oxidation of at least part of said macromolecular constituents, wherein said hydrolysis and / or oxidation of at least part of said macromolecular constituents in turn generates a substrate capable of being fermented by microbial organisms involved in one or more stages of a biogas fermentation, wherein said microbial organisms involved in said stage or more stages of a biogas fermentation preferentially metabolize hydrolysis and / or oxidation products resulting from the hydrolysis and / or oxidation of said macromolecular constituents, and metabolizes with less preference said macromolecular constituents, including cellulose, hemicellulose and lignin, or wherein said microbial organisms involved in said one or more stages of a biogas fermentation are essentially You are unable to metabolize these macromolecular constituents, including cellulose, hemicellulose and lignin.
La falta general de hidrólisis de dichos componentes macromoleculares, que incluyen celulosa, hemicelulosa y lignina, por parte de bacterias metanogénicas y otras bacterias anaerobias implicadas en la producción de biogás en condiciones de fermentación anaerobia, dará como resultado que dichos componentes macromoleculares estén presentes durante una fermentación anaerobia de biogás durante una o más etapas de la fermentación anaerobia de biogás, incluidas las etapas seleccionadas de acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis.The general lack of hydrolysis of said macromolecular components, including cellulose, hemicellulose and lignin, by methanogenic bacteria and other anaerobic bacteria involved in the production of biogas under anaerobic fermentation conditions, will result in said macromolecular components being present during a Anaerobic fermentation of biogas during one or more stages of anaerobic fermentation of biogas, including selected stages of acidogenesis, acetogenesis and methanogenesis.
Un método para fabricar un sustrato sólido fibroso adecuado para el cultivo de células fúngicasA method for manufacturing a fibrous solid substrate suitable for fungal cell culture
En un aspecto según la presente divulgación, se proporciona un método para fabricar un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células fúngicas, tales como basidiomicetos, comprendiendo dicho método las etapas de i) proporcionar un material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas de un fermentador de biogás después de una fermentación anaerobia y producción de biogás (una biomasa desgasificada o parcialmente desgasificada),In one aspect according to the present disclosure, there is provided a method for manufacturing a fibrous solid substrate suitable for culturing fungal cells, such as basidiomycetes, said method comprising the steps of i) providing a biomass material comprising solid and liquid parts of a fermenter of biogas after anaerobic fermentation and biogas production (a degassed or partially degassed biomass),
ii) someter el material de biomasa a uno o más pasos de separación que dan como resultado la provisión de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y al menos una fracción líquida, dicha fracción líquida opcionalmente por partes que comprenden fósforo (P) orgánico e inorgánico sólido y líquido, iii) someter la fracción sólida fibrosa a un tratamiento de saneamiento que comprende uno o más pasos de saneamiento, en donde dicho tratamiento de saneamiento a) reduce o elimina los microorganismos viables presentes en la fracción sólida fibrosa, y/o b) reduce el contenido de compuestos volátiles que contienen nitrógeno y/o compuestos volátiles precursores presentes en la fracción sólida fibrosa,ii) subjecting the biomass material to one or more separation steps that result in the provision of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and at least one liquid fraction, said liquid fraction optionally by parts comprising phosphorus ( P) solid and liquid organic and inorganic, iii) subjecting the fibrous solid fraction to a sanitation treatment comprising one or more sanitation steps, wherein said sanitation treatment a) reduces or eliminates viable microorganisms present in the fibrous solid fraction , and / or b) reduces the content of volatile compounds containing nitrogen and / or volatile precursor compounds present in the fibrous solid fraction,
iv) obtener una fracción sólida fibrosa que tiene un contenido reducido de compuestos que contienen nitrógeno (y/o una fracción sólida fibrosa extraída de amoníaco y/o desinfectada) adecuada para usar como un sustrato sólido fibroso para cultivar células fúngicas (tales como Basidiomiceto), yiv) obtain a fibrous solid fraction having a reduced content of nitrogen-containing compounds (and / or a fibrous solid fraction extracted from ammonia and / or disinfected) suitable for use as a fibrous solid substrate for culturing fungal cells (such as Basidiomycete) , Y
v) opcionalmente, agregar a dicha fracción sólida fibrosa una o más composiciones de sustrato nutritivo suplementario sólido y/o líquido, generando así un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células fúngicas (tales como Basidiomiceto).v) optionally, adding to said fibrous solid fraction one or more solid and / or liquid supplementary nutrient substrate compositions, thereby generating a fibrous solid substrate suitable for culturing fungal cells (such as Basidiomycete).
En una realización según la presente divulgación, 'un material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas de un fermentador de biogás tras una fermentación anaeróbica y producción de biogás' según la divulgación es una biomasa desgasificada o parcialmente desgasificada, tal como un material de biomasa que ha sido sometido a fermentación anaeróbica, produciendo así un biogás y un material de biomasa desgasificada que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico.In one embodiment according to the present disclosure, 'a biomass material comprising solid and liquid parts of a biogas fermenter after anaerobic fermentation and biogas production' according to the disclosure is a degassed or partially degassed biomass, such as a biomass material which has undergone anaerobic fermentation, thus producing a biogas and degassed biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen.
Un método para cultivar células fúngicas y/o esporas en un sustrato sólido fibrosoA method for culturing fungal cells and / or spores in a fibrous solid substrate
En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona un método para cultivar células fúngicas, que incluyen células de Basidiomiceto, y/o esporas, sobre un sustrato sólido fibroso, comprendiendo dicho método las etapas de i) proporcionar células fúngicas y/o esporas (como basidiomicetos),In another aspect of the present disclosure, there is provided a method for culturing fungal cells, which include Basidiomycete cells, and / or spores, on a fibrous solid substrate, said method comprising the steps of i) provide fungal cells and / or spores (such as basidiomycetes),
ii) proporcionar un sustrato sólido fibroso para cultivar células fúngicas y/o esporas (tales como basidiomicetos) obtenidas por cualquiera de los métodos de la presente divulgación descritos en este documento,ii) provide a fibrous solid substrate for culturing fungal cells and / or spores (such as basidiomycetes) obtained by any of the methods of the present disclosure described herein,
iii) poner en contacto las células fúngicas y/o esporas (como el basidiomiceto) proporcionadas en el paso i) con el sustrato sólido fibroso proporcionado en el paso ii),iii) contacting the fungal cells and / or spores (such as basidiomycete) provided in step i) with the fibrous solid substrate provided in step ii),
iv) cultivar las células fúngicas y/o esporas (tales como basidiomicetos) en dicho sustrato,iv) culturing the fungal cells and / or spores (such as basidiomycetes) in said substrate,
v) obtener sustrato fúngico gastado (o material de biomasa de sustrato fúngico gastado), yv) obtain spent fungal substrate (or spent fungal substrate biomass material), and
vi) opcionalmente recolectar el sustrato fúngico gastado, en el que dicho sustrato fúngico gastado se digiere al menos parcialmente mediante el cultivo de las células fúngicas y es adecuado como una fuente de alimentación para una fermentación anaerobia y producción de biogás.vi) optionally collecting the spent fungal substrate, wherein said spent fungal substrate is at least partially digested by the cultivation of the fungal cells and is suitable as a food source for anaerobic fermentation and biogas production.
Un método para reciclar materiales de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico seleccionadas a partir de materiales de biomasa de sustrato fúngico gastado y materiales de biomasa fermentada desgasificadaA method for recycling biomass materials comprising parts of organic and inorganic nitrogen selected from spent fungal substrate biomass materials and degassed fermented biomass materials
En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona un método para reciclar materiales de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico seleccionadas entre 1) materiales de biomasa de sustrato fúngico gastado y 2) materiales de biomasa fermentada desgasificada, en donde dicho método es paraIn another aspect of the present disclosure, a method is provided for recycling biomass materials comprising parts of organic and inorganic nitrogen selected from 1) spent fungal substrate biomass materials and 2) degassed fermented biomass materials, wherein said method is for
a) reciclar, más de una vez, material de biomasa de sustrato fúngico gastado de un cultivo fúngico y reutilizar dicho material de biomasa de sustrato en una fermentación anaerobia de biogás que tiene lugar en un fermentador de biogás anaerobio, dicha fermentación resulta en la producción de biogás y un desgasificado, material de biomasa fermentada para reciclaje, y/oa) recycle, more than once, spent fungal substrate biomass material from a fungal culture and reuse said substrate biomass material in an anaerobic biogas fermentation that takes place in an anaerobic biogas fermenter, said fermentation results in the production of biogas and degassed, fermented biomass material for recycling, and / or
b) reciclar, más de una vez, una fracción sólida fibrosa de un material de biomasa fermentada desgasificada de dicho fermentador de biogás anaeróbico a una instalación de cultivo de hongos, y reutilizar dicha fracción sólida fibrosa de material de biomasa fermentada desgasificada de dicho fermentador de biogás anaerobio para cultivar dicho hongo, dicho cultivo de hongos resulta en la provisión de hongos y un material de biomasa de sustrato fungoso gastado para reciclar,b) recycle, more than once, a fibrous solid fraction of a degassed fermented biomass material of said anaerobic biogas fermenter to a fungal culture facility, and reuse said fibrous solid fraction of degassed fermented biomass material of said fermenter of anaerobic biogas for cultivating said fungus, said mushroom cultivation results in the provision of fungi and a fungal substrate biomass material spent for recycling,
dicho método, que comprende las etapas desaid method, which comprises the steps of
i) ciclar, más de una vez, material de biomasa de sustrato fúngico gastado de un cultivo fúngico y reutilizar dicho material de biomasa de sustrato en una fermentación anaerobia de biogás que tiene lugar en un fermentador de biogás anaerobio, dicha fermentación resulta en la producción de biogás y un desgasificado, material de biomasa fermentada para reciclaje, y/oi) cycling, more than once, spent fungal substrate biomass material from a fungal culture and reusing said substrate biomass material in an anaerobic biogas fermentation that takes place in an anaerobic biogas fermenter, said fermentation results in the production of biogas and degassed, fermented biomass material for recycling, and / or
ii) ciclar, más de una vez, una fracción sólida fibrosa de un material de biomasa fermentada desgasificada de dicho fermentador de biogás anaerobio a una instalación de cultivo fúngico, y reutilizar dicha fracción sólida fibrosa desgasificada de dicho fermentador de biogás anaerobio para cultivar dichas células y/o esporas fúngicas, dicho cultivo fúngico dio como resultado el suministro de células y/o esporas fúngicas y un material de biomasa de sustrato fungoso gastado, adecuado para su uso como material de biomasa de alimentación en una fermentación anaerobia de biogás,ii) cycling, more than once, a fibrous solid fraction of a degassed fermented biomass material of said anaerobic biogas fermenter to a fungal culture facility, and reusing said degassed fibrous solid fraction of said anaerobic biogas fermenter to cultivate said cells and / or fungal spores, said fungal culture resulted in the supply of fungal cells and / or spores and a spent fungal substrate biomass material, suitable for use as a feed biomass material in an anaerobic biogas fermentation,
iii) fraccionando el material de biomasa fermentada desgasificada sometiendo el material de biomasa fermentada desgasificada a uno o más pasos de separación como se describe aquí en otra parte,iii) fractionating the degassed fermented biomass material by subjecting the degassed fermented biomass material to one or more separation steps as described herein,
obteniendo así a) una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas, dicha fracción sólida fibrosa que comprende además partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, y b) al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas,thus obtaining a) a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts, said fibrous solid fraction further comprising parts of organic and inorganic nitrogen, and b) at least one liquid fraction comprising solid and liquid parts,
en el que el fermentador de biogás anaeróbico se complementa opcionalmente mediante la adición de otros materiales de biomasa de desechos orgánicos fermentables anaeróbicamente, tales como en forma de materiales de biomasa de reserva de alimentación suplementaria. wherein the anaerobic biogas fermenter is optionally complemented by the addition of other anaerobic fermentable organic waste biomass materials, such as in the form of supplementary feed reserve biomass materials.
Un método para controlar la composición de nutrientes y/o el contenido de humedad de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico adecuadas para cultivar células fúngicas En otro aspecto adicional de la presente divulgación, se proporciona un método para controlar la composición de nutrientes y/o el contenido de humedad de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico adecuadas para cultivos fúngicos tales como células de Basidiomiceto y/o esporas, dicho método comprende las etapas de A method for controlling the nutrient composition and / or moisture content of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen suitable for culturing fungal cells. In a further aspect of the present disclosure, a method for controlling the composition is provided. of nutrients and / or the moisture content of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen suitable for fungal cultures such as Basidiomycete cells and / or spores, said method comprises the steps of
i) proporcionar un material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas de un fermentador de biogás después de una fermentación anaerobia y producción de biogás,i) provide a biomass material comprising solid and liquid parts of a biogas fermenter after anaerobic fermentation and biogas production,
ii) someter el material de biomasa a uno o más pasos de separación que dan como resultado la provisión de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y al menos una fracción líquida, iii) evaporar, en condiciones predeterminadas, de dicha fracción sólida fibrosa un gas acuoso que comprende además uno o más compuestos volátiles,ii) subjecting the biomass material to one or more separation steps that result in the provision of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and at least one liquid fraction, iii) evaporating, under predetermined conditions, of said fibrous solid fraction an aqueous gas further comprising one or more volatile compounds,
iv) obtener una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico de las cuales dicho uno o más compuestos volátiles se han removido por evaporación,iv) obtaining a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen from which said one or more volatile compounds have been removed by evaporation,
en donde la fracción sólida fibrosa es adecuada para usar como un sustrato sólido fibroso para cultivar fúngicos tales como células de Basidiomiceto, ywherein the fibrous solid fraction is suitable for use as a fibrous solid substrate for culturing fungi such as Basidiomycete cells, and
v) opcionalmente agregar a la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico obtenidas en la etapa iv) una o más composiciones de sustrato nutritivo suplementario sólido y/o líquido, generando así un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar fúngicos tales como células de Basidiomiceto, en donde al menos uno de los dichos, uno o más nutrientes se puede extraído como compuestos volátiles de dicha fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico por evaporación en dichas condiciones predeterminadas,v) optionally adding to the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen obtained in step iv) one or more compositions of solid and / or liquid supplementary nutritional substrate, thus generating a fibrous solid substrate suitable for culturing fungi such as cells of Basidiomycete, wherein at least one of the said, one or more nutrients can be extracted as volatile compounds of said fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen by evaporation under said predetermined conditions,
en donde dicho uno o más nutrientes se convierten en uno o más compuestos volátiles, ywherein said one or more nutrients become one or more volatile compounds, and
vi) controlando la composición de nutrientes y/o el contenido de humedad del sustrato sólido fibroso convirtiendo dicho uno o más nutrientes en uno o más compuestos volátiles y evaporando dicho uno o más compuestos volátiles como gases acuosos de dicha fracción sólida fibrosa que comprende compuestos orgánicos y partes de nitrógeno inorgánico en condiciones de evaporación predeterminadas.vi) controlling the nutrient composition and / or moisture content of the fibrous solid substrate by converting said one or more nutrients into one or more volatile compounds and evaporating said one or more volatile compounds as aqueous gases of said fibrous solid fraction comprising organic compounds and parts of inorganic nitrogen under predetermined evaporation conditions.
Un método para separar y secar un material de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, y que proporciona un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células fúngicasA method for separating and drying a biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen, and providing a fibrous solid substrate suitable for culturing fungal cells.
Todos los aspectos citados anteriormente de la presente divulgación emplean la etapa de proporcionar una fracción sólida fibrosa a partir de un material de biomasa fermentado desgasificado que ha sido fermentado en condiciones de fermentación anaerobia.All the aforementioned aspects of the present disclosure employ the step of providing a fibrous solid fraction from a degassed fermented biomass material that has been fermented under anaerobic fermentation conditions.
Por consiguiente, la presente divulgación en otro aspecto más según la presente divulgación proporciona un método para separar y secar un material de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, y proporcionar un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar fúngicos tales como células de Basidiomiceto, dicho método que comprende las etapas deAccordingly, the present disclosure in yet another aspect according to the present disclosure provides a method for separating and drying a biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen, and providing a fibrous solid substrate suitable for culturing fungi such as Basidiomycete cells, said method comprising the steps of
i) proporcionar un material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas de un fermentador de biogás después de una fermentación anaerobia y producción de biogás,i) provide a biomass material comprising solid and liquid parts of a biogas fermenter after anaerobic fermentation and biogas production,
ii) someter el material de biomasa a uno o más pasos de separación que dan como resultado la provisión de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y al menos una fracción líquida, iii) someter dicha fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a calentamiento suficiente para evaporar, en condiciones de evaporación predeterminadas, compuestos volátiles presentes en la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico como compuestos volátiles, o suficiente para convertir compuestos precursores volátiles en compuestos volátiles capaces de evaporarse en condiciones predeterminadas,ii) subjecting the biomass material to one or more separation steps that result in the provision of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and at least a liquid fraction, iii) subjecting said fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen at sufficient heating to evaporate, under predetermined evaporation conditions, volatile compounds present in the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen as volatile compounds, or sufficient to convert volatile precursor compounds into volatile compounds capable of evaporating in predetermined conditions,
iv) evaporar dichos uno o más compuestos volátiles en condiciones de evaporación predeterminadas caracterizadas al menos calentando la fracción sólida fibrosa a una temperatura de al menos 70 °C en condiciones de pH alcalino y a una presión suficiente para evaporar dichos compuestos volátiles, y a. proporcionando (obteniendo) a) una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y que tiene un contenido aumentado (w/w) de compuestos de nitrógeno orgánico, un contenido reducido (w/w) de compuestos volátiles, o compuestos precursores volátiles, y un contenido reducido (w/w) de agua, y b) un gas acuoso que comprende además uno o más compuestos volátiles, incluido amoníaco,iv) evaporating said one or more volatile compounds under predetermined evaporation conditions characterized at least by heating the fibrous solid fraction at a temperature of at least 70 ° C under alkaline pH conditions and at a pressure sufficient to evaporate said volatile compounds, and a. providing (obtaining) a) a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and having an increased content (w / w) of organic nitrogen compounds, a reduced content (w / w) of volatile compounds, or precursor compounds volatile, and a reduced content (w / w) of water, and b) an aqueous gas further comprising one or more volatile compounds, including ammonia,
de este modo separando y secando así un biomaterial de biomasa y proporcionando un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células fúngicas.thereby separating and drying a biomass biomaterial and providing a fibrous solid substrate suitable for culturing fungal cells.
Un método para reducir el contenido de compuestos de nitrógeno inorgánico en una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánicoA method for reducing the content of inorganic nitrogen compounds in a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen
En otro aspecto adicional de la presente divulgación, se proporciona un método para reducir el contenido de compuestos de nitrógeno inorgánico en una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico de un material de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y que proporciona un sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar fúngicos tales como células de basidiomiceto, dicho método comprende los pasos deIn a further aspect of the present disclosure, there is provided a method for reducing the content of inorganic nitrogen compounds in a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen of a biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen and which provides a fibrous solid substrate suitable for culturing fungi such as basidiomycete cells, said method comprises the steps of
i) proporcionar un material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas de un fermentador de biogás después de una fermentación anaerobia y producción de biogás,i) provide a biomass material comprising solid and liquid parts of a biogas fermenter after anaerobic fermentation and biogas production,
ii) someter el material de biomasa a uno o más pasos de separación que dan como resultado la provisión de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y al menos una fracción líquida, iii) someter dicha fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a un calentamiento suficiente para evaporar compuestos de nitrógeno inorgánico volátiles presentes en la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico como compuestos de nitrógeno inorgánico volátiles, o en forma de compuestos precursores de nitrógeno inorgánico volátiles capaz de evaporarse en condiciones predeterminadas,ii) subjecting the biomass material to one or more separation steps that result in the provision of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and at least a liquid fraction, iii) subjecting said fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen at a sufficient heating to evaporate volatile inorganic nitrogen compounds present in the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen as volatile inorganic nitrogen compounds, or in the form of volatile inorganic nitrogen precursor compounds capable of evaporating under predetermined conditions,
iv) convertir dichos compuestos de nitrógeno inorgánico en compuestos volátiles que contienen nitrógeno gaseoso, incluido amoníaco,iv) converting said inorganic nitrogen compounds into volatile compounds containing gaseous nitrogen, including ammonia,
v) evaporar dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno gaseoso, incluido amoníaco,v) evaporating said volatile compounds containing nitrogen gas, including ammonia,
en donde dicha conversión y evaporación genera una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y que tiene un contenido reducido de compuestos de nitrógeno inorgánico.wherein said conversion and evaporation generates a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and having a reduced content of inorganic nitrogen compounds.
Un método para aumentar la cantidad relativa de contenido de nitrógeno orgánico de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico de un biomaterial después de la fermentación y la producción de biogásA method for increasing the relative amount of organic nitrogen content of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen from a biomaterial after fermentation and biogas production.
En otro aspecto adicional de la presente divulgación, se proporciona un método para aumentar la cantidad relativa de contenido de nitrógeno orgánico de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico de un material de biomasa después de la fermentación y la producción de biogás, dicho método comprende las etapas deIn a further aspect of the present disclosure, there is provided a method for increasing the relative amount of organic nitrogen content of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen of a biomass material after fermentation and biogas production. , said method comprises the steps of
i) proporcionar un material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas de un fermentador de biogás después de una fermentación anaerobia y producción de biogás,i) provide a biomass material comprising solid and liquid parts of a biogas fermenter after anaerobic fermentation and biogas production,
ii) someter el material de biomasa a uno o más pasos de separación que dan como resultado la provisión de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y al menos una fracción líquida, iii) someter dicha fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a un calentamiento suficiente para evaporar compuestos de nitrógeno inorgánico volátiles presentes en la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico como compuestos de nitrógeno inorgánico volátiles, o en forma de compuestos precursors de nitrógeno inorgánico volátiles capaz de evaporarse en condiciones predeterminadas,ii) subjecting the biomass material to one or more separation steps that result in the provision of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and at least a liquid fraction, iii) subjecting said fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen at a sufficient heating to evaporate volatile inorganic nitrogen compounds present in the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen as inorganic nitrogen compounds volatile, or in the form of volatile inorganic nitrogen precursor compounds capable of evaporating under predetermined conditions,
iv) convertir dichos compuestos de nitrógeno inorgánico en compuestos volátiles que contienen nitrógeno gaseoso, incluido amoníaco,iv) converting said inorganic nitrogen compounds into volatile compounds containing gaseous nitrogen, including ammonia,
en donde dicha conversión y evaporación generan una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y que tiene una mayor cantidad relativa de nitrógeno orgánico.wherein said conversion and evaporation generate a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and having a greater relative amount of organic nitrogen.
Un método para fraccionar un material de biomasa y obtener a) una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas, dicha fracción sólida fibrosa además comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, b) al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas, y c) una fracción o sedimento que contiene fósforoA method for fractionating a biomass material and obtaining a) a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts, said fibrous solid fraction further comprises parts of organic and inorganic nitrogen, b) at least one liquid fraction comprising solid and liquid parts, and c) a fraction or sediment containing phosphorus
En otro aspecto más la presente divulgación, se proporciona un método para fraccionar un material de biomasa y obtener a) una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas, dicha fracción sólida fibrosa que comprende además partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, b) en al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas, y c) una fracción o sedimento que contiene fósforo, comprendiendo dicho método las etapas deIn yet another aspect of the present disclosure, there is provided a method to fractionate a biomass material and obtain a) a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts, said fibrous solid fraction further comprising parts of organic and inorganic nitrogen, b) in at least one liquid fraction comprising solid and liquid parts, and c) a fraction or sediment containing phosphorus, said method comprising the steps of
i) proporcionar un material de biomasa que comprende nitrógeno sólido y líquido (N) y partes que contienen fósforo de un fermentador después de una fermentación anaerobia,i) providing a biomass material comprising solid and liquid nitrogen (N) and phosphorus-containing parts of a fermenter after anaerobic fermentation,
ii) someter el material de biomasa a uno o más pasos de separación y obtener una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas que contienen nitrógeno orgánico e inorgánico, y al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas orgánicas e inorgánicas que contienen fósforo,ii) subjecting the biomass material to one or more separation steps and obtaining a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts containing organic and inorganic nitrogen, and at least one liquid fraction comprising organic and inorganic solid and liquid parts containing match,
iii) separar partes sólidas y líquidas de la al menos una fracción líquida por fraccionamiento y/o sedimentación, y iv) obtención de a) una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas que comprenden partes orgánicas e inorgánicas de nitrógeno, b) una primera fracción o sedimento sólido, que contiene fósforo, adecuado para ser utilizado o agregado a un fertilizante agrícola que contiene fósforo, y c) una primera fracción líquida de permeado compuesta por partes sólidas y/o líquidas que contengan nitrógeno y/o fósforo.iii) separating solid and liquid parts from the at least one liquid fraction by fractionation and / or sedimentation, and iv) obtaining a) a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts comprising organic and inorganic nitrogen parts, b) a first fraction or solid sediment, containing phosphorus, suitable for use or added to an agricultural fertilizer containing phosphorus, and c) a first liquid fraction of permeate composed of solid and / or liquid parts containing nitrogen and / or phosphorus.
Un método para producir un biogás por fermentación anaerobia de un material de biomasaA method to produce a biogas by anaerobic fermentation of a biomass material
En otro aspecto adicional de la presente divulgación, se proporciona un método para producir un biogás por fermentación anaeróbica de un material de biomasa que comprende las etapas deIn a further aspect of the present disclosure, a method is provided for producing a biogas by anaerobic fermentation of a biomass material comprising the steps of
i) proporcionar un material de biomasa adecuado para la fermentación anaerobia y la producción de biogás, ii) fermentar el material de biomasa en condiciones de fermentación anaerobia, produciendo así un biogás y un material de biomasa desgasificada que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico,i) provide a suitable biomass material for anaerobic fermentation and biogas production, ii) ferment the biomass material under anaerobic fermentation conditions, thus producing a biogas and degassed biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen,
iii) recolectar y/o almacenar el biogás,iii) collect and / or store the biogas,
dicho método opcionalmente comprende las etapas adicionales desaid method optionally comprises the additional steps of
iv) fraccionar el material de biomasa desgasificada y obtener una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas, dicha fracción sólida fibrosa que comprende además partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas, y una fracción o sedimento que contiene fósforo, dicho método comprende las etapas adicionales deiv) fractionating the degassed biomass material and obtaining a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts, said fibrous solid fraction further comprising parts of organic and inorganic nitrogen, at least one liquid fraction comprising solid and liquid parts, and a fraction or sediment containing phosphorus, said method comprises the additional steps of
v) separar partes sólidas y líquidas de la al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas, y vi) la obtención de a) una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas,en donde la fracción sólida fibrosa comprende además partes orgánicas e inorgánicas de nitrógeno, b) una primera fracción o sedimento sólido, que contiene fósforo, adecuado para ser usado como, o agregado a, un fertilizante agrícola que contiene fósforo, y c) una primera fracción líquida de permeado que comprende partes sólidas y líquidas. v) separating solid and liquid parts from the at least one liquid fraction comprising solid and liquid parts, and vi) obtaining a) a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts, wherein the fibrous solid fraction further comprises organic parts and inorganic nitrogen, b) a first fraction or solid sediment, containing phosphorus, suitable for use as, or added to, an agricultural fertilizer containing phosphorus, and c) a first liquid fraction of permeate comprising solid and liquid parts.
Método de producción de biogás y gases con nitrógeno volátil que contiene compuestos por fermentación anaeróbica secuencial y extracción de amoníacoProduction method of biogas and gases with volatile nitrogen containing compounds by sequential anaerobic fermentation and ammonia extraction
En otro aspecto adicional de la presente divulgación, se proporciona un método para producir biogás y gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno mediante fermentaciones anaeróbicas secuenciales y extracción de al menos parcialmente dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno, incluido amoníaco, de la biomasa fermentada materiales que comprenden partes orgánicas e inorgánicas, dicho método comprende las etapas deIn a further aspect of the present disclosure, there is provided a method for producing biogas and gases comprising volatile nitrogen-containing compounds by sequential anaerobic fermentations and extraction of at least partially such volatile nitrogen-containing compounds, including ammonia, from fermented biomass materials comprising organic and inorganic parts, said method comprises the steps of
i) proporcionar un primer material de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, ii) realizar una fermentación anaeróbica inicial del primer material de biomasa en un fermentador anaeróbico, iii) producir biogás y compuestos volátiles que contienen nitrógeno y un primer material de biomasa fermentado en dichas condiciones de fermentación anaeróbica,i) provide a first biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen, ii) perform an initial anaerobic fermentation of the first biomass material in an anaerobic fermenter, iii) produce biogas and volatile compounds containing nitrogen and a first biomass material fermented under such anaerobic fermentation conditions,
en el que dicha fermentación inicial del primer material de biomasa en condiciones de fermentación anaeróbica da como resultado que al menos parcialmente convirtiendo partes de nitrógeno orgánico en partes de nitrógeno inorgánico,wherein said initial fermentation of the first biomass material under anaerobic fermentation conditions results in at least partially converting parts of organic nitrogen into parts of inorganic nitrogen,
en el que dichas partes de nitrógeno inorgánico comprenden o se convierten en gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno durante dicha fermentación anaerobia inicial,wherein said parts of inorganic nitrogen comprise or become gases comprising volatile nitrogen-containing compounds during said initial anaerobic fermentation,
iv) desviar el primer material de biomasa fermentada, y dichos gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno formados durante dicha fermentación anaeróbica inicial, a un extractor y tanque de saneamiento,iv) diverting the first fermented biomass material, and said gases comprising volatile nitrogen-containing compounds formed during said initial anaerobic fermentation, to an extractor and sanitation tank,
v) la extracción al menos parte de dichos gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno del primer material de biomasa fermentada en el extractor y el tanque de saneamiento calentando a una temperatura de al menos 70 °C a una presión suficiente para extraer dichos compuestos volátiles, obteniendo así un segundo material de biomasa que comprende una cantidad reducida de partes de nitrógeno inorgánico,v) extracting at least part of said gases comprising volatile nitrogen-containing compounds from the first fermented biomass material in the extractor and the sanitation tank by heating at a temperature of at least 70 ° C at a pressure sufficient to extract said volatile compounds , thus obtaining a second biomass material comprising a reduced amount of inorganic nitrogen parts,
vi) desviar dicho segundo material de biomasa que tiene una cantidad reducida de partes de nitrógeno inorgánico a otro fermentador anaeróbico y posteriormente fermentar dicho segundo material de biomasa en condiciones anaeróbicas,vi) diverting said second biomass material having a reduced amount of parts of inorganic nitrogen to another anaerobic fermenter and subsequently fermenting said second biomass material under anaerobic conditions,
vii) producir en condiciones de fermentación anaerobia biogás y compuestos volátiles que contienen nitrógeno y un segundo material de biomasa fermentado que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico,vii) produce under anaerobic fermentation conditions biogas and volatile compounds containing nitrogen and a second fermented biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen,
viii) en el que dicha fermentación anaeróbica posterior del segundo material de biomasa da como resultado que al menos parcialmente convierta partes de nitrógeno orgánico en partes de nitrógeno inorgánico,viii) wherein said subsequent anaerobic fermentation of the second biomass material results in at least partially converting parts of organic nitrogen into parts of inorganic nitrogen,
en el que dichas partes de nitrógeno inorgánico comprenden o se convierten en gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno durante dicha fermentación anaeróbica posterior,wherein said parts of inorganic nitrogen comprise or are converted into gases comprising volatile nitrogen-containing compounds during said subsequent anaerobic fermentation,
ix) someter dicho segundo material de biomasa fermentado a uno o más pasos de separación que dan como resultado la formación de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y al menos una fracción líquida,ix) subjecting said second fermented biomass material to one or more separation steps that result in the formation of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and at least one liquid fraction,
x) someter dicha fracción sólida fibrosa a una temperatura de al menos 70 °C a una presión suficiente para extraer dichos compuestos volátiles, y la extracción de los compuestos que contienen nitrógeno volátil presentes en la fracción fibrosa sólida, generando así una fracción sólida fibrosa que tiene una cantidad reducida de compuestos volátiles que contienen nitrógeno y compuestos volátiles inorgánicos precursores de nitrógeno, incluido el amonio, xi) formar una fracción gaseosa que comprende compuestos volátiles que contienen nitrógeno, incluido amoníaco, y que tiene una temperatura de al menos 70 °C, yx) subjecting said fibrous solid fraction at a temperature of at least 70 ° C at a pressure sufficient to extract said volatile compounds, and extracting the volatile nitrogen containing compounds present in the solid fibrous fraction, thereby generating a fibrous solid fraction that it has a reduced amount of volatile nitrogen-containing compounds and inorganic volatile nitrogen-precursor compounds, including ammonium, xi) forming a gaseous fraction comprising volatile nitrogen-containing compounds, including ammonia, and having a temperature of at least 70 ° C , Y
xii) desviar dicha fracción gaseosa que comprende compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y que tiene una temperatura de al menos 70 °C, al extractor y al tanque de saneamiento de la etapa iv) para la extracción de dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno, xii) diverting said gaseous fraction comprising volatile compounds containing nitrogen, and having a temperature of at least 70 ° C, to the extractor and to the sanitation tank of step iv) for the extraction of said volatile compounds containing nitrogen,
en donde la fracción gaseosa desviada que comprende compuestos volátiles que contienen nitrógeno, incluido el amoníaco, y que tiene una temperatura de al menos 70 °C, contribuye a calentar el primer material de biomasa fermentado en el tanque de extractor y saneamiento, o un primer material de biomasa adicional que se ha desviado al tanque de extractor y saneamiento de un fermentador anaeróbico, ywherein the diverted gas fraction comprising volatile nitrogen-containing compounds, including ammonia, and having a temperature of at least 70 ° C, contributes to heating the first fermented biomass material in the extractor and sanitation tank, or a first additional biomass material that has been diverted to the extractor and sanitation tank of an anaerobic fermenter, and
en donde dichos compuestos volátiles desviados a dicho tanque extractor y saneamiento se convierten en formas sólidas y se almacenan hasta su uso posterior.wherein said volatile compounds diverted to said extractor and sanitation tank become solid forms and are stored until later use.
Un método para producir biogás y reducir o eliminar la emisión de una instalación de fermentación de biogás de olores indeseables en forma de gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno y, opcionalmente, también compuestos que contienen azufre,A method for producing biogas and reducing or eliminating the emission of a biogas fermentation facility of undesirable odors in the form of gases comprising volatile nitrogen-containing compounds and, optionally, also sulfur-containing compounds,
Según este aspecto de la presente divulgación, se proporciona un método para producir biogás y reducir o eliminar la emisión de una instalación de fermentación de biogás de olores indeseables en forma de gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y opcionalmente también que contiene azufre compuestos, mediante fermentaciones anaeróbicas secuenciales y extracción de al menos parcialmente dichos compuestos que contienen nitrógeno volátil, y opcionalmente también dichos compuestos volátiles que contienen azufre, incluido amoníaco y, cuando está presente, sulfuro de hidrógeno, de los materiales de biomasa fermentada que comprenden partes orgánicas e inorgánicas, dicho método que comprende las etapas deAccording to this aspect of the present disclosure, there is provided a method for producing biogas and reducing or eliminating the emission of a biogas fermentation plant from undesirable odors in the form of gases comprising volatile nitrogen-containing compounds, and optionally also containing sulfur compounds , by sequential anaerobic fermentation and extraction of at least partially said volatile nitrogen-containing compounds, and optionally also said volatile sulfur-containing compounds, including ammonia and, when present, hydrogen sulfide, from fermented biomass materials comprising organic parts and inorganic, said method comprising the steps of
i) proporcionar un primer material de biomasa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y opcionalmente también partes de azufre,i) providing a first biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen and optionally also sulfur parts,
ii) realizar una fermentación anaeróbica inicial del primer material de biomasa en un fermentador anaeróbico, iii) producir biogás y compuestos volátiles que contienen nitrógeno y azufre, y un primer material de biomasa fermentado,ii) perform an initial anaerobic fermentation of the first biomass material in an anaerobic fermenter, iii) produce biogas and volatile compounds containing nitrogen and sulfur, and a first fermented biomass material,
en donde dicha fermentación anaeróbica inicial del primer material de biomasa resulta en la conversión de partes de nitrógeno orgánico al menos parcialmente en partes de nitrógeno inorgánico,wherein said initial anaerobic fermentation of the first biomass material results in the conversion of parts of organic nitrogen at least partially into parts of inorganic nitrogen,
en el que dichas partes de nitrógeno inorgánico comprenden o se convierten en gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno durante dicha fermentación anaerobia inicial,wherein said parts of inorganic nitrogen comprise or become gases comprising volatile nitrogen-containing compounds during said initial anaerobic fermentation,
en el que dichas partes de azufre, cuando están presentes, comprenden o se convierten en gases que comprenden compuestos volátiles que contienen azufre durante dicha fermentación anaeróbica inicial,wherein said sulfur parts, when present, comprise or become gases comprising volatile sulfur-containing compounds during said initial anaerobic fermentation,
iv) desviar el primer material de biomasa fermentada, y dichos gases que comprenden compuestos volátiles que contiene nitrógeno y, opcionalmente, compuestos que contienen azufre formados durante dicha fermentación anaeróbica inicial, a un tanque extractor y de saneamiento para la extracción de dichos compuestos volátiles, v) extraer al menos parte de dichos gases que comprenden nitrógeno volátil y, opcionalmente, compuestos que contienen azufre calentando, a una temperatura de al menos 70 °C a una presión predeterminada, extraer dichos compuestos volátiles, el contenido del extractor y el tanque de saneamiento, obteniendo un segundo material de biomasa que comprende una cantidad reducida de nitrógeno inorgánico y opcionalmente partes de azufre, vi) desviar dicho segundo material de biomasa que tiene una cantidad reducida de partes de nitrógeno inorgánico y opcionalmente de azufre a otro fermentador anaeróbico y posteriormente fermentar dicho segundo material de biomasa en condiciones anaeróbicas,iv) diverting the first fermented biomass material, and said gases comprising volatile nitrogen-containing compounds and, optionally, sulfur-containing compounds formed during said initial anaerobic fermentation, to an extractor and sanitation tank for the extraction of said volatile compounds, v) extracting at least part of said gases comprising volatile nitrogen and, optionally, sulfur-containing compounds by heating, at a temperature of at least 70 ° C at a predetermined pressure, extracting said volatile compounds, the contents of the extractor and the tank of sanitation, obtaining a second biomass material comprising a reduced amount of inorganic nitrogen and optionally sulfur parts, vi) diverting said second biomass material having a reduced amount of inorganic nitrogen parts and optionally sulfur to another anaerobic fermenter and subsequently ferment said second biomass material under anaerobic conditions,
vii) producir biogás y nitrógeno volátil y, opcionalmente, también compuestos que contienen azufre, y un segundo material de biomasa fermentado que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico en dichas condiciones de fermentación anaerobia,vii) produce biogas and volatile nitrogen and, optionally, also sulfur-containing compounds, and a second fermented biomass material comprising parts of organic and inorganic nitrogen under said anaerobic fermentation conditions,
en el que dicha fermentación anaeróbica posterior del segundo material de biomasa da como resultado que al menos parcialmente convierta partes de nitrógeno orgánico en partes de nitrógeno inorgánico,wherein said subsequent anaerobic fermentation of the second biomass material results in at least partially converting parts of organic nitrogen into parts of inorganic nitrogen,
en el que dichas partes de nitrógeno inorgánico comprenden o se convierten en gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno durante dicha fermentación anaeróbica posterior, wherein said parts of inorganic nitrogen comprise or are converted into gases comprising volatile nitrogen-containing compounds during said subsequent anaerobic fermentation,
en el que dichas partes de azufre, cuando están presentes, comprenden o se convierten en gases que comprenden compuestos volátiles que contienen azufre durante dicha fermentación anaeróbica posterior,wherein said sulfur parts, when present, comprise or become gases comprising volatile sulfur-containing compounds during said subsequent anaerobic fermentation,
viii) someter dicho segundo material de biomasa fermentado a una o más etapas de separación que dan como resultado la formación de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y al menos una fracción líquida,viii) subjecting said second fermented biomass material to one or more separation steps that result in the formation of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and at least one liquid fraction,
ix) someter dicha fracción sólida fibrosa a un tratamiento de calentamiento y secado, calentando dicha fracción sólida a una temperatura de al menos 70 °C a una presión suficiente para extraer dichos compuestos volátiles, y la extracción de compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y opcionalmente también compuestos que contienen azufre, presente en la fracción fibrosa sólida,ix) subjecting said fibrous solid fraction to a heating and drying treatment, heating said solid fraction at a temperature of at least 70 ° C at a pressure sufficient to extract said volatile compounds, and the extraction of volatile nitrogen-containing compounds, and optionally also sulfur-containing compounds, present in the solid fibrous fraction,
de este modo generando así una fracción sólida fibrosa seca que tiene una cantidad reducida de compuestos volátiles que contienen nitrógeno, incluidos compuestos volátiles precursores de amonio y nitrógeno inorgánico, y opcionalmente también una cantidad reducida de compuestos volátiles que contienen azufre, por ejemplo, sulfuro de hidrógeno, en el que el tratamiento de calentamiento y secado explota las fuentes de aire de combustión primaria y secundaria, incluidas las fuentes de aire de escape, presentes o generadas en la instalación de fermentación de biogás como resultado de realizar dicho proceso de calentamiento y secado, en el que dichas fuentes de aire de combustión primaria y secundaria también se desvían a dicho extractor y tanque de saneamiento para la conversión y/o colección como sólidos,thus generating a dry fibrous solid fraction having a reduced amount of volatile nitrogen-containing compounds, including volatile precursor compounds of ammonium and inorganic nitrogen, and optionally also a reduced amount of volatile sulfur-containing compounds, for example, sulfur of hydrogen, in which the heating and drying treatment exploits the primary and secondary combustion air sources, including the exhaust air sources, present or generated in the biogas fermentation facility as a result of performing said heating and drying process , wherein said primary and secondary combustion air sources are also diverted to said extractor and sanitation tank for conversion and / or collection as solids,
en donde la explotación de las fuentes de aire de combustión primaria de la instalación de fermentación de biogás resulta en la generación de una presión negativa en el espacio de la instalación de fermentación de biogás, que la presión negativa impide o contribuye a que los odorantes indeseables escapen de la instalación de fermentación de biogás,where the exploitation of the primary combustion air sources of the biogas fermentation facility results in the generation of a negative pressure in the biogas fermentation facility space, which the negative pressure prevents or contributes to undesirable odorants escape from the biogas fermentation facility,
x) formando una fracción gaseosa que comprende compuestos volátiles que contienen nitrógeno, incluido amoníaco, y que tiene una temperatura de al menos 70 °C a una presión suficiente para formar dicha fracción gaseosa, xi) desviando dicha fracción gaseosa que comprende compuestos volátiles que contienen nitrógeno, incluido amoníaco, y opcionalmente también compuestos volátiles que contienen azufre, y que tiene una temperatura de al menos 70 °C a dicha presión predeterminada, hacia el extractor y el tanque de saneamiento de la etapa iv) para la extracción de dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno y opcionalmente también dichos compuestos volátiles que contienen azufre,x) forming a gaseous fraction comprising volatile compounds containing nitrogen, including ammonia, and having a temperature of at least 70 ° C at a pressure sufficient to form said gaseous fraction, xi) diverting said gaseous fraction comprising volatile compounds containing nitrogen, including ammonia, and optionally also volatile compounds containing sulfur, and having a temperature of at least 70 ° C at said predetermined pressure, towards the extractor and the sanitation tank of stage iv) for the extraction of said volatile compounds which contain nitrogen and optionally also said volatile compounds containing sulfur,
en donde la fracción gaseosa desviada que tiene una temperatura de al menos 70 °C contribuye a calentar el primer material de biomasa fermentado en el tanque extractor y de saneamiento, y/o el primer material de biomasa adicional se ha desviado al tanque extractor y de saneamiento, ywherein the diverted gas fraction having a temperature of at least 70 ° C contributes to heating the first fermented biomass material in the extractor and sanitation tank, and / or the first additional biomass material has been diverted to the extractor tank and sanitation, and
en donde dichos compuestos volátiles desviados a dicho extractor y tanque de saneamiento se convierten en formas sólidas y se almacenan hasta su uso posterior, ywherein said volatile compounds diverted to said extractor and sanitation tank become solid forms and are stored until later use, and
xii) reducir o eliminar la emisión de una instalación de fermentación de biogás de odorantes indeseables en forma de gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y opcionalmente también compuestos volátiles que contienen azufre, realizando dichas fermentaciones anaeróbicas secuenciales en un sistema cerrado y extrayendo al menos parcialmente compuestos que contienen nitrógeno volátil, y opcionalmente también dichos compuestos que contienen azufre volátil, tales como amoniaco y sulfuro de hidrógeno respectivamente, de los materiales de biomasa fermentada que comprenden partes orgánicas e inorgánicas,xii) reduce or eliminate the emission of a biogas fermentation plant from undesirable odorants in the form of gases comprising volatile nitrogen-containing compounds, and optionally also volatile compounds containing sulfur, performing said sequential anaerobic fermentations in a closed system and extracting the less partially compounds containing volatile nitrogen, and optionally also said compounds containing volatile sulfur, such as ammonia and hydrogen sulfide respectively, of fermented biomass materials comprising organic and inorganic parts,
en donde la conversión en formas sólidas de dichos compuestos volátiles desviados a dicho extractor y tanque de saneamiento contribuye a la reducción o eliminación de la emisión desde la instalación de fermentación de biogás de odorantes indeseables en forma de gases que comprenden dichos compuestos volátiles.wherein the conversion into solid forms of said volatile compounds diverted to said extractor and sanitation tank contributes to the reduction or elimination of the emission from the installation of biogas fermentation of undesirable odorants in the form of gases comprising said volatile compounds.
Un método para la fermentación secuencial de un material de biomasaA method for sequential fermentation of a biomass material
En otro aspecto de la presente divulgación, se proporciona un método para la fermentación secuencial de un material de biomasa, dicho método comprende las etapas deIn another aspect of the present disclosure, a method for sequential fermentation of a biomass material is provided, said method comprising the steps of
i) fermentar un material de biomasa mediante fermentación discontinua anaeróbica, en donde la fermentación discontinua anaeróbica da como resultado la producción de compuestos volátiles que contienen nitrógeno, incluido amoníaco, i) fermenting a biomass material by anaerobic batch fermentation, where anaerobic batch fermentation results in the production of volatile nitrogen-containing compounds, including ammonia,
ii) eliminar dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno del material de biomasa fermentada discontinua, reduciendo así el contenido de compuestos precursores volátiles que contienen nitrógeno capaces de convertirse en compuestos volátiles que contienen nitrógeno durante dicha fermentación discontinua anaeróbica, y generar un material de biomasa fermentada discontinua anaeróbica que tiene un cantidad reducida de compuestos volátiles precursores de nitrógeno inorgánico,ii) removing said volatile nitrogen-containing compounds from the batch fermented biomass material, thereby reducing the content of volatile nitrogen-containing precursor compounds capable of becoming volatile nitrogen-containing compounds during said anaerobic batch fermentation, and generating a discontinuous fermented biomass material anaerobic that has a reduced amount of volatile inorganic nitrogen precursor compounds,
iii) obtener un material de biomasa fermentada discontinua anaeróbica que tiene un contenido reducido de nitrógeno que contiene compuestos volátiles y que comprende lignocelulosa y constituyentes macromoleculares adicionales no digeridos durante dicha fermentación discontinua anaeróbica,iii) obtaining an anaerobic discontinuous fermented biomass material having a reduced nitrogen content containing volatile compounds and comprising lignocellulose and additional macromolecular constituents not digested during said anaerobic discontinuous fermentation,
iv) desviar el material anaeróbico de biomasa fermentada por lotes desde la instalación de fermentación por lotes a una instalación de cultivo de fúngicos y emplear el material de biomasa fermentada por lotes, o una fracción fibrosa sólida del mismo que tiene una cantidad reducida de compuestos volátiles precursores de nitrógeno inorgánico, como sustrato para cultivar uno o más especies fúngicas,iv) divert anaerobic batch fermented biomass material from the batch fermentation facility to a fungal culture facility and use the batch fermented biomass material, or a solid fibrous fraction thereof that has a reduced amount of volatile compounds inorganic nitrogen precursors, as a substrate to grow one or more fungal species,
v) cultivar dicha una o más especies fúngicas en dicho sustrato, en donde dicho cultivo da como resultado la hidrólisis y/u oxidación de al menos parte de dicha lignocelulosa y/o dichos constituyentes macromoleculares adicionales no digeridos durante dicha fermentación discontinua y la formación de un gastado material de sustrato fúngico,v) culturing said one or more fungal species on said substrate, wherein said culture results in the hydrolysis and / or oxidation of at least part of said lignocellulose and / or said additional macromolecular constituents not digested during said discontinuous fermentation and the formation of a worn out fungal substrate material,
vi) generar un material de sustrato fúngico gastado que comprende productos de hidrólisis y/u oxidación macromolecular obtenidos por digestión fúngica de dicha lignocelulosa y/o dichos constituyentes macromoleculares adicionales no digeridos durante dicha fermentación anaeróbica por lotes,vi) generating a spent fungal substrate material comprising macromolecular hydrolysis and / or oxidation products obtained by fungal digestion of said lignocellulose and / or said additional macromolecular constituents not digested during said anaerobic batch fermentation,
vii) desviar el material de sustrato fúngico gastado de la instalación para cultivar una o más especies fúngicas a una instalación para la fermentación anaerobia continua de biogás y emplear los productos de hidrólisis y/u oxidación macromolecular en dicho material de sustrato fúngico gastado obtenido por digestión fúngica de dicha lignocelulosa y/o dichos componentes macromoleculares adicionales no digeridos durante dicha fermentación discontinua anaeróbica como sustrato para organismos microbianos implicados en la fermentación anaerobia continua de biogás, yvii) divert the spent fungal substrate material from the facility to cultivate one or more fungal species to a facility for continuous anaerobic fermentation of biogas and use macromolecular hydrolysis and / or oxidation products in said spent fungal substrate material obtained by digestion fungal of said lignocellulose and / or said additional macromolecular components not digested during said anaerobic discontinuous fermentation as a substrate for microbial organisms involved in the continuous anaerobic fermentation of biogas, and
viii) realizar una fermentación continua de biogás anaerobia utilizando dicho material de sustrato fúngico gastado complementado con uno o más materiales de biomasa adicionales como sustrato para producir dicho biogás durante una fermentación continua de biogás anaerobio.viii) perform a continuous anaerobic biogas fermentation using said spent fungal substrate material supplemented with one or more additional biomass materials as a substrate to produce said biogas during a continuous anaerobic biogas fermentation.
Un método para obtener un material de biomasa de alimentación adecuado para su uso en la fermentación anaerobia de biogásA method to obtain a feed biomass material suitable for use in anaerobic fermentation of biogas
En un aspecto adicional de la presente divulgación, se proporciona un método para obtener un material de biomasa de material de alimentación adecuado para su uso en fermentación anaerobia y producción de biogás, dicho método comprende las etapas deIn a further aspect of the present disclosure, there is provided a method for obtaining a biomass material of feedstock suitable for use in anaerobic fermentation and biogas production, said method comprising the steps of
i) proporcionar un primer material de biomasa fermentada como sustrato para cultivar una o más especies fúngicas, como basidiomicetos, en el que dicho primer material de biomasa fermentada comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina,i) providing a first fermented biomass material as a substrate for cultivating one or more fungal species, such as basidiomycetes, wherein said first fermented biomass material comprises one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin ,
ii) cultivar dicha una o más especies fúngicas en dicho sustrato,en donde dicho cultivo de especies fúngicas convierte los constituyentes de nutrientes macromoleculares presentes en dicho sustrato en constituyentes de nutrientes de menor peso molecular,ii) cultivating said one or more fungal species in said substrate, wherein said fungal species culture converts the constituents of macromolecular nutrients present in said substrate into constituents of lower molecular weight nutrients,
en donde el cultivo de dichas especies fúngicas en dicho sustrato genera un primer sustrato de especies fúngicas gastadas,wherein the cultivation of said fungal species in said substrate generates a first substrate of spent fungal species,
iii) desviar dicho primer sustrato de especies fúngicas gastadas a un fermentador de biogás anaeróbico como contribución a un material de biomasa de alimentación,iii) divert said first substrate of spent fungal species to an anaerobic biogas fermenter as a contribution to a feed biomass material,
iv) desviar uno o más materiales de biomasa adicionales a dicho fermentador de biogás anaeróbico, como materiales de biomasa de desechos orgánicos que comprenden uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina, iv) diverting one or more additional biomass materials to said anaerobic biogas fermenter, such as organic waste biomass materials comprising one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin,
v) realizar una fermentación anaerobia de biogás utilizando dicho primer sustrato de especies fúngicas gastadas y dicho uno o más materiales de biomasa adicionales como materia prima de biomasa, yv) perform an anaerobic fermentation of biogas using said first substrate of spent fungal species and said one or more additional biomass materials as biomass feedstock, and
vi) producir biogás por fermentación de dicha materia prima en condiciones de fermentación anaerobia, en donde dicha fermentación anaerobia de biogás genera un segundo material de biomasa fermentado.vi) produce biogas by fermentation of said raw material under anaerobic fermentation conditions, where said anaerobic biogas fermentation generates a second fermented biomass material.
El método en una realización según la presente divulgación comprende la etapa adicional de fraccionar dicho segundo material de biomasa fermentado en fracciones sólidas y líquidas y obtener una fracción fibrosa sólida que comprende partes sólidas y líquidas.The method in an embodiment according to the present disclosure comprises the additional step of fractionating said second fermented biomass material into solid and liquid fractions and obtaining a solid fibrous fraction comprising solid and liquid parts.
El método en una realización según la presente divulgación comprende además las etapas adicionales de i) proporcionar dicho segundo material de biomasa fermentada, o una fracción fibrosa sólida del mismo, como sustrato para cultivar una o más especies fúngicas, en donde dicho segundo material de biomasa fermentada, o una fracción fibrosa sólida del mismo, comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y ligninaThe method in an embodiment according to the present disclosure further comprises the additional steps of i) providing said second fermented biomass material, or a solid fibrous fraction thereof, as a substrate for cultivating one or more fungal species, wherein said second biomass material fermented, or a solid fibrous fraction thereof, comprises one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin
ii) cultivar dicha una o más especies fúngicas en el sustrato proporcionado en la etapa i), en el que dicho cultivo convierte, por hidrólisis, oxidación u otros componentes nutritivos macromoleculares presentes en dicho sustrato en constituyentes nutrientes de menor peso molecularii) culturing said one or more fungal species in the substrate provided in step i), wherein said culture converts, by hydrolysis, oxidation or other macromolecular nutritional components present in said substrate into nutrient constituents of lower molecular weight
en donde dicha conversión de dichos constituyentes de nutrientes macromoleculares se obtiene cuando dichas especies fúngicas están metabolizando dichos constituyentes macromoleculares,wherein said conversion of said macromolecular nutrient constituents is obtained when said fungal species are metabolizing said macromolecular constituents,
en donde el cultivo de dichas especies fúngicas en dicho sustrato proporcionado en el paso i) genera un segundo sustrato de especies fúngicas gastadas que tiene una composición diferente en comparación con la composición del sustrato proporcionado en la etapa i),wherein the cultivation of said fungal species in said substrate provided in step i) generates a second substrate of spent fungal species having a different composition compared to the composition of the substrate provided in step i),
iii) desviar dicho segundo sustrato de especies fúngicas gastadas a un fermentador de biogás anaeróbico como contribución a un material de biomasa de alimentación,iii) divert said second substrate of spent fungal species to an anaerobic biogas fermenter as a contribution to a feed biomass material,
iv) desviar uno o más materiales de biomasa adicionales, preferiblemente de biomasa de desechos orgánicos que comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina, a dicho fermentador de biogás anaeróbico como una contribución adicional a la formación de una biomasa de alimentación material adecuado como sustrato para producir dicho biogás durante una fermentación anaerobia de biogás,iv) diverting one or more additional biomass materials, preferably from organic waste biomass comprising one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin, to said anaerobic biogas fermenter as an additional contribution to the formation of a suitable material feed biomass as a substrate to produce said biogas during an anaerobic biogas fermentation,
v) realizar una fermentación anaerobia de biogás utilizando dicho segundo sustrato de especies fúngicas gastadas y dicho uno o más materiales de biomasa adicionales, preferiblemente materiales de biomasa de desechos orgánicos, como materia prima de biomasa, yv) perform an anaerobic fermentation of biogas using said second substrate of spent fungal species and said one or more additional biomass materials, preferably organic waste biomass materials, such as biomass raw material, and
vi) producir biogás por fermentación de dicha materia prima en condiciones de fermentación anaerobia, en donde dicha fermentación anaerobia de biogás genera adicionalmente un tercer material de biomasa fermentado. El método en una realización según la presente divulgación comprende además las etapas adicionales de i) proporcionar dicho tercer material de biomasa fermentada, o una fracción fibrosa sólida del mismo, como sustrato para cultivar una o más especies fúngicas,vi) produce biogas by fermentation of said raw material under anaerobic fermentation conditions, wherein said anaerobic biogas fermentation additionally generates a third fermented biomass material. The method in an embodiment according to the present disclosure further comprises the additional steps of i) providing said third fermented biomass material, or a solid fibrous fraction thereof, as a substrate for cultivating one or more fungal species,
en donde dicho tercer material de biomasa fermentada, o una fracción fibrosa sólida del mismo, comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina,wherein said third fermented biomass material, or a solid fibrous fraction thereof, comprises one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin,
ii) cultivar dicha una o más especies fúngicas en el sustrato proporcionado en la etapa i), en el que dicho cultivo convierte, por hidrólisis, oxidación u otros componentes nutritivos macromoleculares presentes en dicho sustrato en constituyentes nutrientes de menor peso molecular, ii) culturing said one or more fungal species in the substrate provided in step i), wherein said culture converts, by hydrolysis, oxidation or other macromolecular nutritive components present in said substrate into nutrient constituents of lower molecular weight,
en donde dicha conversión de dichos constituyentes de nutrientes macromoleculares se obtiene cuando dichas especies fúngicas están metabolizando dichos constituyentes macromoleculares,wherein said conversion of said macromolecular nutrient constituents is obtained when said fungal species are metabolizing said macromolecular constituents,
en donde el cultivo de dichas especies fúngicas en dicho sustrato proporcionado en el paso i) genera un tercer sustrato de especies fúngicas gastadas que tiene una composición diferente en comparación con la composición del sustrato proporcionado en la etapa i),wherein the cultivation of said fungal species on said substrate provided in step i) generates a third substrate of spent fungal species having a different composition compared to the composition of the substrate provided in step i),
iii) desviar dicho tercer sustrato de especies fúngicas gastadas a un fermentador de biogás anaeróbico como contribución a un material de biomasa de alimentación,iii) divert said third substrate of spent fungal species to an anaerobic biogas fermenter as a contribution to a feed biomass material,
iv) desviar uno o más materiales de biomasa adicionales, preferiblemente de biomasa de desechos orgánicos que comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina, a dicho fermentador de biogás anaeróbico como una contribución adicional a la formación de una biomasa de alimentación material adecuado como sustrato para producir dicho biogás durante una fermentación anaerobia de biogás,iv) diverting one or more additional biomass materials, preferably from organic waste biomass comprising one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin, to said anaerobic biogas fermenter as an additional contribution to the formation of a suitable material feed biomass as a substrate to produce said biogas during an anaerobic biogas fermentation,
v) realizar una fermentación anaerobia de biogás utilizando dicho tercer sustrato de especies fúngicas gastadas y dicho uno o más materiales de biomasa adicionales, preferiblemente materiales de biomasa de desechos orgánicos, como materia prima de biomasa, yv) perform an anaerobic fermentation of biogas using said third substrate of spent fungal species and said one or more additional biomass materials, preferably organic waste biomass materials, such as biomass raw material, and
vi) producir biogás por fermentación de dicha materia prima en condiciones de fermentación anaerobia,vi) produce biogas by fermentation of said raw material under anaerobic fermentation conditions,
en donde dicha fermentación anaerobia de biogás genera adicionalmente un cuarto material de biomasa fermentado.wherein said anaerobic biogas fermentation additionally generates a fourth fermented biomass material.
La reutilización cíclica de a) sustrato de fermentación gastado en forma de material de biomasa fermentada, o una fracción fibrosa sólida del mismo, para el cultivo de especies fúngicas, y b) sustrato de especies fúngicas gastadas para realizar una fermentación anaerobia de biogás, respectivamente, puede repetirse una o más veces,Cyclic reuse of a) spent fermentation substrate in the form of fermented biomass material, or a solid fibrous fraction thereof, for the cultivation of fungal species, and b) substrate of spent fungal species to perform an anaerobic fermentation of biogas, respectively, can be repeated one or more times,
en donde, preferiblemente, el material de biomasa fermentada, o una fracción fibrosa sólida del mismo, proporcionó la etapa i) de dichos ciclos diferentes del método como sustrato para cultivar una o más especies fúngicas se obtiene de diferentes lotes de fermentaciones, y en donde dichos diferentes lotes de fermentaciones, además comprenden la extracción por evaporación de compuestos que contienen nitrógeno volátil, incluido el amoníaco, de dichos materiales de biomasa fermentada por lotes, proporcionando así un sustrato para cultivar dicha una o más especies fúngicas que tiene una menor cantidad de compuestos de nitrógeno inorgánico en comparación con un sustrato del que no hay nitrógeno volátil los compuestos que contenían se habían removidos antes del cultivo de dichas especies fúngicas.wherein, preferably, the fermented biomass material, or a solid fibrous fraction thereof, provided step i) of said different cycles of the method as a substrate for cultivating one or more fungal species is obtained from different batches of fermentations, and where said different batches of fermentations, furthermore comprise evaporative extraction of volatile nitrogen-containing compounds, including ammonia, from said batch fermented biomass materials, thereby providing a substrate for cultivating said one or more fungal species that has a lower amount of Inorganic nitrogen compounds compared to a substrate of which there is no volatile nitrogen the compounds they contained had been removed before the cultivation of said fungal species.
La fermentación anaerobia de biogás a la que se sustraen las especies fúngicas gastadas y el uno o más materiales de biomasa adicionales, preferiblemente materiales de biomasa de desechos orgánicos, son desviados, es preferiblemente la misma fermentación de biogás anaeróbica continua, y preferiblemente los materiales de biomasa de fermentación anaerobia gastada de dicha fermentación continua de biogás anaeróbico se desvían continuamente de dicho fermentador de biogás anaeróbico y se combinan con materiales de biomasa gastados de dichas fermentaciones discontinuas antes de que dichos materiales de biomasa gastados sean utilizados como sustratos para el cultivo de células fúngicas.The anaerobic biogas fermentation to which the spent fungal species are subtracted and the one or more additional biomass materials, preferably organic waste biomass materials, are diverted, is preferably the same continuous anaerobic biogas fermentation, and preferably the materials of spent anaerobic fermentation biomass of said continuous anaerobic biogas fermentation continuously deviates from said anaerobic biogas fermenter and combines with spent biomass materials from said discontinuous fermentations before said spent biomass materials are used as substrates for cell culture fungal
En una realización según la presente divulgación, los materiales de biomasa gastados son separados, se secados y/o se fraccionados mediante un método para la separación y secado de un material de biomasa según la presente divulgación.In an embodiment according to the present disclosure, spent biomass materials are separated, dried and / or fractionated by a method for separating and drying a biomass material according to the present disclosure.
Un método para fermentar secuencial y diferencialmente un material de biomasa que comprende diferentes fuentes de bioenergíaA method for sequentially and differentially fermenting a biomass material comprising different sources of bioenergy
En otro aspecto adicional de la presente divulgación, se proporciona un método para fermentar secuencial y diferencialmente un material de biomasa que comprende diferentes fuentes de bioenergía, dicho método comprende las etapas deIn another additional aspect of the present disclosure, there is provided a method for sequentially and differentially fermenting a biomass material comprising different sources of bioenergy, said method comprising the steps of
i) fermentar una o más primeras fuentes de bioenergía fermentables que forman parte de un material de biomasa fermentable que comprende además una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales, i) fermenting one or more first fermentable bioenergy sources that are part of a fermentable biomass material further comprising one or more additional fermentable bioenergy sources,
ii) producir a) uno o más productos de fermentación que comprenden, o se seleccionan, biogás y gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y b) un primer material de biomasa fermentada, fermentando preferentemente una o más de estas primeras fuentes de bioenergía fermentable,en donde dicho primer material de biomasa fermentada comprende una cantidad reducida de dicho uno o más de las primeras fuentes de bioenergía fermentables, y esencialmente todas, o al menos la mayoría de dichas una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales,ii) produce a) one or more fermentation products that comprise, or are selected, biogas and gases comprising volatile nitrogen-containing compounds, and b) a first fermented biomass material, preferably fermenting one or more of these first fermentable bioenergy sources , wherein said first fermented biomass material comprises a reduced amount of said one or more of the first fermentable bioenergy sources, and essentially all, or at least most of said one or more additional fermentable bioenergy sources,
iii) desviar dicho primer material de biomasa fermentada a una instalación de cultivo de fúngicos y cultivar células fúngicas en dicho primer material de biomasa fermentada,iii) diverting said first fermented biomass material to a fungal culture facility and culturing fungal cells in said first fermented biomass material,
iv) producir a) biomasa de células fúngicas, y b) un material de biomasa de sustrato fúngico gastado, metabolizando dichas una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales y cualquier otra fuente de bioenergía fermentable restante, en donde dicho material de biomasa de sustrato fúngico gastado comprende una cantidad reducida de dicha una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales y primeras fuentes de bioenergía fermentables generadas por el metabolismo celular fúngico de dichas una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales, v) cosechar dicha biomasa de células fúngicas,iv) produce a) fungal cell biomass, and b) a spent fungal substrate biomass material, metabolizing said one or more additional fermentable bioenergy sources and any other remaining fermentable bioenergy source, wherein said spent fungal substrate biomass material it comprises a reduced amount of said one or more additional fermentable bioenergy sources and first fermentable bioenergy sources generated by the fungal cell metabolism of said one or more additional fermentable bioenergy sources, v) harvesting said fungal cell biomass,
vi) desviar dicho material de biomasa sustrato fungoso gastado a un fermentador de biogás anaeróbico como materia prima de biomasa,vi) diverting said spent fungus substrate biomass material to an anaerobic biogas fermenter as biomass raw material,
vii) suplementar la materia prima de biomasa en dicho fermentador de biogás anaeróbico con uno o más materiales de biomasa de desechos orgánicos,vii) supplement the biomass raw material in said anaerobic biogas fermenter with one or more biomass materials from organic waste,
en donde dicho uno o más materiales de biomasa de desechos orgánicos comprenden fuentes de bioenergía fermentables seleccionadas de las primeras fuentes de bioenergía y/o una o más fuentes de bioenergía adicionales, viii) fermentar dichos materiales combinados de biomasa de alimentación en condiciones de fermentación anaerobia, ywherein said one or more organic waste biomass materials comprise fermentable bioenergy sources selected from the first bioenergy sources and / or one or more additional bioenergy sources, viii) fermenting said combined feed biomass materials under anaerobic fermentation conditions , Y
ix) producir a) uno o más productos de fermentación que comprenden, o se seleccionan, biogás y gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y b) además un primer material de biomasa fermentada, fermentando preferentemente una o más de estas primeras fuentes de bioenergía fermentables presentes en la materia prima combinada de biomasa,ix) produce a) one or more fermentation products that comprise, or are selected, biogas and gases comprising volatile nitrogen-containing compounds, and b) in addition a first fermented biomass material, preferably fermenting one or more of these first bioenergy sources fermentables present in the combined raw material of biomass,
en donde además dicho primer material de biomasa fermentada comprende una cantidad reducida de dicho uno o más de las primeras fuentes de bioenergía fermentables, y esencialmente todas, o al menos la mayoría de dichas una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales.wherein said first fermented biomass material further comprises a reduced amount of said one or more of the first fermentable bioenergy sources, and essentially all, or at least most of said one or more additional fermentable bioenergy sources.
El método en una realización según la presente divulgación comprende además las etapas adicionales de x) producir a) biomasa adicional de células fúngicas, y b) material adicional de biomasa de sustrato fúngico gastado, al metabolizar dichas una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales y cualquier otra fuente de bioenergía fermentable restante,The method in an embodiment according to the present disclosure further comprises the additional steps of x) producing a) additional fungal cell biomass, and b) additional spent fungal substrate biomass material, by metabolizing said one or more additional fermentable bioenergy sources and any another remaining fermentable bioenergy source,
en el que dicho material de biomasa de sustrato fúngico gastado adicional comprende una cantidad reducida de dicha una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales y, en primer lugar, fuentes de bioenergía fermentables generadas por el metabolismo celular fúngico de dichas una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales,wherein said additional spent fungal substrate biomass material comprises a reduced amount of said one or more additional fermentable bioenergy sources and, first, fermentable bioenergy sources generated by the fungal cell metabolism of said one or more bioenergy sources additional fermentables,
xi) recolectar dicha biomasa adicional de células fúngicas,xi) collect said additional fungal cell biomass,
xii) desviar dicho material de biomasa de sustrato fúngico gastado adicional que comprende las primeras fuentes de bioenergía fermentables generadas por el metabolismo de las células fúngicas de dichas una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales a un fermentador de biogás anaeróbico como material de biomasa de alimentación,xii) diverting said additional spent fungal substrate biomass material comprising the first fermentable bioenergy sources generated by the metabolism of the fungal cells of said one or more additional fermentable bioenergy sources to an anaerobic biogas fermenter as feed biomass material ,
xiii) producir a) además, uno o más productos de fermentación que comprenden, o se seleccionan, biogás y gases que comprenden compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y b) adicionalmente un primer material de biomasa fermentada, fermentando preferentemente una o más de estas primeras fuentes de bioenergía fermentables presentes en la materia prima combinada de biomasa,en donde adicionalmente dicho primer material de biomasa fermentada comprende una cantidad reducida de uno o más de las primeras fuentes de bioenergía fermentares, y esencialmente todas, o al menos la mayoría de una o más fuentes de bioenergía fermentables adicionales.xiii) produce a) in addition, one or more fermentation products comprising, or selected, biogas and gases comprising volatile nitrogen-containing compounds, and b) additionally a first fermented biomass material, preferably fermenting one or more of these first sources fermentable bioenergy present in the combined biomass raw material, wherein additionally said first fermented biomass material comprises a reduced amount of one or more of the first fermentation bioenergy sources, and essentially all, or at least most of one or more bioenergy sources additional fermentables.
El material de biomasa fermentable proporcionado en la etapa i) es, en una realización, según la presente divulgación, un material de biomasa parcialmente desgasificado obtenido mediante la realización de una fermentación anaeróbica inicial que da como resultado la producción de una fracción gaseosa que comprende amoníaco y biogás. En consecuencia, el material de biomasa fermentable se obtiene preferiblemente de diferentes lotes de fermentaciones, y el método puede comprender la etapa adicional de extracción por evaporación de compuestos que contienen nitrógeno volátil, incluido amoníaco, de dichos materiales de biomasa fermentada, proporcionando así un sustrato para cultivar dicho uno o más especies fúngicas que tienen una menor cantidad de compuestos inorgánicos de nitrógeno en comparación con un sustrato del cual no se han removido compuestos volátiles que contienen nitrógeno antes del cultivo de dichas especies fúngicas.The fermentable biomass material provided in step i) is, in one embodiment, according to the present disclosure, a partially degassed biomass material obtained by performing an initial anaerobic fermentation that results in the production of a gaseous fraction comprising ammonia and biogas. Accordingly, the fermentable biomass material is preferably obtained from different batches of fermentations, and the method may comprise the additional step of evaporation of volatile nitrogen-containing compounds, including ammonia, from said fermented biomass materials, thus providing a substrate. to cultivate said one or more fungal species that have a smaller amount of inorganic nitrogen compounds compared to a substrate from which volatile nitrogen-containing compounds have not been removed before the cultivation of said fungal species.
La fermentación anaerobia de biogás a la que se sustraen las especies fúngicas gastadas y el uno o más materiales de biomasa adicionales, preferiblemente materiales de biomasa de desechos orgánicos, son desviados, es preferiblemente la misma fermentación de biogás anaeróbica continua, y preferiblemente los materiales de biomasa de fermentación anaerobia gastada de dicha fermentación continua de biogás anaeróbico se desvían continuamente de dicho fermentador de biogás anaeróbico y se combinan con materiales de biomasa gastados de dichas fermentaciones discontinuas antes de que dichos materiales de biomasa gastados sean utilizados como sustratos para el cultivo de células fúngicas.The anaerobic biogas fermentation to which the spent fungal species are subtracted and the one or more additional biomass materials, preferably organic waste biomass materials, are diverted, is preferably the same continuous anaerobic biogas fermentation, and preferably the materials of spent anaerobic fermentation biomass of said continuous anaerobic biogas fermentation continuously deviates from said anaerobic biogas fermenter and combines with spent biomass materials from said discontinuous fermentations before said spent biomass materials are used as substrates for cell culture fungal
En una realización según la presente divulgación, los materiales de biomasa gastados son separados, se secados y/o se fraccionados mediante un método para la separación y secado de un material de biomasa según la presente divulgación.In an embodiment according to the present disclosure, spent biomass materials are separated, dried and / or fractionated by a method for separating and drying a biomass material according to the present disclosure.
Un método para producir y recolectar los primeros y segundos compuestos volátiles a través de fermentaciones secuenciales de un material de biomasa fermentableA method to produce and collect the first and second volatile compounds through sequential fermentations of a fermentable biomass material
Este es un aspecto de la presente divulgación para proporcionar un método para producir y recolectar los primeros y segundos compuestos volátiles a través de fermentaciones secuenciales de un material de biomasa fermentable, dicho método comprende las etapas deThis is an aspect of the present disclosure to provide a method for producing and collecting the first and second volatile compounds through sequential fermentations of a fermentable biomass material, said method comprising the steps of
i) realizar una primera fermentación anaeróbica de un primer material de biomasa fermentable, como en una o más instalaciones de fermentación previa o en la primera(s) unidad(es) de instalación de fermentación, obteniendo así un primer material de biomasa fermentada, y produciendo y recolectando los primeros compuestos volátiles que contienen nitrógeno,i) perform a first anaerobic fermentation of a first fermentable biomass material, as in one or more prior fermentation facilities or in the first fermentation installation unit (s), thus obtaining a first fermented biomass material, and producing and collecting the first volatile nitrogen-containing compounds,
ii) separar parcialmente al menos el primer material de biomasa fermentada de los primeros compuestos volátiles que contienen nitrógeno y obtener una primera biomasa fermentada separada que tiene un contenido reducido de los primeros compuestos volátiles que contienen nitrógeno, y/o un contenido reducido de carbono y nitrógeno que contienen compuestos precursores capaces de convertirse en primeros compuestos volátiles que contienen carbono y nitrógeno durante una fermentación,ii) partially separating at least the first fermented biomass material from the first volatile nitrogen-containing compounds and obtaining a first separate fermented biomass having a reduced content of the first volatile nitrogen-containing compounds, and / or a reduced carbon content and nitrogen containing precursor compounds capable of becoming first volatile compounds containing carbon and nitrogen during fermentation,
iii) desviar la primera biomasa separada y fermentada a una segunda instalación de fermentación para producir los segundos compuestos volátiles que contienen metano, yiii) divert the first separated and fermented biomass to a second fermentation facility to produce the second volatile compounds containing methane, and
iv) realizar una segunda fermentación anaeróbica de la primera biomasa fermentada separada, opcionalmente suplementada con material de biomasa de desecho orgánico adicional, en la segunda instalación de fermentación, obteniendo así un segundo material de biomasa fermentada, y produciendo y recolectando al menos los segundos compuestos volátiles que contienen metano.iv) perform a second anaerobic fermentation of the first separate fermented biomass, optionally supplemented with additional organic waste biomass material, in the second fermentation facility, thus obtaining a second fermented biomass material, and producing and collecting at least the second compounds volatile containing methane.
Se entiende que el método para producir y recoger el primer y segundo de los compuestos volátiles a través de fermentaciones secuenciales de un material de biomasa fermentable, como se describe anteriormente en el presente documento, se puede combinar con cualquiera de los otros métodos definidos según la divulgación.It is understood that the method for producing and collecting the first and second volatile compounds through sequential fermentations of a fermentable biomass material, as described hereinbefore, can be combined with any of the other methods defined according to divulgation.
En una realización según la presente divulgación, al menos algunos de dichos primeros compuestos que contienen nitrógeno volátil producidos a partir de la fermentación del primer material de biomasa fermentable tienen un efecto inhibidor sobre la formación de segundos compuestos volátiles que contienen metano durante la fermentación del primer material de biomasa fermentable en dicha una o más instalaciones de prefermentación o primera(s) unidad(es) de instalación de fermentación, yIn an embodiment according to the present disclosure, at least some of said first volatile nitrogen-containing compounds produced from the fermentation of the first fermentable biomass material have an inhibitory effect on the formation of second volatile methane-containing compounds during the fermentation of the first fermentable biomass material in said one or more pre-fermentation facilities or first (s) fermentation installation unit (s), and
se produce una mayor cantidad de segundos compuestos volátiles que contienen metano a partir de la fermentación anaeróbica de la primera biomasa fermentada separada en la segunda instalación de fermentación anaerobia debido a la extracción de los primeros compuestos volátiles que contienen nitrógeno de dicho primer material de biomasa fermentable, en dicha una o más instalación de fermentación previa o primera(s) unidad(es) de instalación de fermentación.a greater amount of second volatile methane-containing compounds is produced from the anaerobic fermentation of the first fermented biomass separated in the second anaerobic fermentation facility due to the extraction of the first volatile nitrogen-containing compounds from said first fermentable biomass material , in said one or more prior fermentation installation or first fermentation installation unit (s).
En una realización según la presente divulgación, los primeros compuestos volátiles comprenden amoníaco gaseoso.In one embodiment according to the present disclosure, the first volatile compounds comprise gaseous ammonia.
En una realización según la presente divulgación, los segundos compuestos volátiles, los segundos compuestos volátiles que contienen metano, forman colectivamente un gas que comprende metano, tal como un gas que comprende más del 50% de metano, tal como más del 60% de metano, como más del 70% de metano, como más del 80% de metano, como más del 90% de metano, como más del 95% de metano, o más del 99% de metano, como un biogás.In an embodiment according to the present disclosure, the second volatile compounds, the second volatile compounds containing methane, collectively form a gas comprising methane, such as a gas comprising more than 50% methane, such as more than 60% methane , like more than 70% methane, like more than 80% methane, like more than 90% methane, like more than 95% methane, or more than 99% methane, like a biogas.
En una realización según la presente divulgación,In an embodiment according to the present disclosure,
• la formación de primeros compuestos volátiles que contienen nitrógeno inhibe la formación de segundos compuestos volátiles que contienen metano durante la primera y/o segunda fermentación, y/o• the formation of volatile nitrogen-containing first compounds inhibits the formation of second volatile methane-containing compounds during the first and / or second fermentation, and / or
• al menos un 20%, tal como el 30%, tal como el 40%, como al menos un 50%, de N orgánico en la biomasa se convierte en amoníaco de N durante la primera fermentación anaeróbica, y/o• at least 20%, such as 30%, such as 40%, as at least 50%, of organic N in the biomass is converted to N ammonia during the first anaerobic fermentation, and / or
• el amoniaco de N extraído del material orgánico en los pre-fermentadores/pre-reactores se desvía a un tanque extractor y de saneamiento y/o a una columna de absorción para el amoníaco de N extraído.• the N ammonia extracted from the organic material in the pre-fermenters / pre-reactors is diverted to an extractor and sanitation tank and / or to an absorption column for the extracted N ammonia.
En una realización según la presente divulgación,In an embodiment according to the present disclosure,
• el método comprende además la etapa de mezclar la biomasa compleja en un primer tanque de mezcla antes de la primera fermentación en la(s) unidad(es) de pre fermentación o de la primera instalación, en donde dicha mezcla en una realización según la presente divulgación comprende además la adición de cal y/o• the method further comprises the step of mixing the complex biomass in a first mixing tank before the first fermentation in the pre-fermentation unit (s) or the first installation, wherein said mixing in an embodiment according to the This disclosure further includes the addition of lime and / or
• la fermentación secuencial del material de biomasa fermentable comprende al menos tres etapas de fermentación separadas, y/o• sequential fermentation of the fermentable biomass material comprises at least three separate fermentation stages, and / or
• la primera fermentación se realiza en condiciones termofílicas o mesofílicas, y/o• the first fermentation takes place in thermophilic or mesophilic conditions, and / or
• la temperatura para la fermentación del primer material de biomasa fermentable está en el rango de 25 °C a 55 °C, tal como de 25 °C a 28 °C, 28 °C a 30 °C, 30 °C a 32 °C, 32 °C a 35 °C, 35 °C a 38 °C, 38 °C a 42 °C, 42 °C a 45 °C, 45 °C a 48 °C, 48 °C a 52 °C, 52 °C a 55 °C, y/o• the temperature for fermentation of the first fermentable biomass material is in the range of 25 ° C to 55 ° C, such as 25 ° C to 28 ° C, 28 ° C to 30 ° C, 30 ° C to 32 ° C, 32 ° C to 35 ° C, 35 ° C to 38 ° C, 38 ° C to 42 ° C, 42 ° C to 45 ° C, 45 ° C to 48 ° C, 48 ° C to 52 ° C, 52 ° C to 55 ° C, and / or
• la fermentación del primer material de biomasa fermentable se realiza hasta que se produce una cantidad sustancial de primeros compuestos volátiles, en donde una cantidad sustancial de primeros compuestos volátiles es una cantidad que tiene un efecto inhibidor sobre los organismos microbianos que realizan la fermentación e inhibe efectivamente el crecimiento y/o metabolismo de dichos organismos microbianos.• The fermentation of the first fermentable biomass material is carried out until a substantial amount of first volatile compounds is produced, where a substantial amount of first volatile compounds is an amount that has an inhibitory effect on the microbial organisms that carry out the fermentation and inhibits effectively the growth and / or metabolism of said microbial organisms.
La separación de la primera biomasa fermentada y los primeros compuestos que contienen nitrógeno volátil se puede realizar de varias maneras según la presente divulgación.The separation of the first fermented biomass and the first compounds containing volatile nitrogen can be carried out in several ways according to the present disclosure.
En una realización según la presente divulgación, la etapa de separar los primeros compuestos volátiles del primer material de biomasa fermentable incluye desviar la primera biomasa fermentada a un extractor y tanque de saneamiento para la extracción de dichos primeros compuestos volátiles y calentar la primera biomasa fermentada del material, produciendo así un primer material de biomasa separado. La extracción del primer compuesto volátil incluye la extracción del amoníaco.In one embodiment according to the present disclosure, the step of separating the first volatile compounds from the first fermentable biomass material includes diverting the first fermented biomass to an extractor and sanitation tank for the extraction of said first volatile compounds and heating the first fermented biomass from material, thus producing a first separate biomass material. The extraction of the first volatile compound includes the extraction of ammonia.
En una realización según la presente divulgaciónIn an embodiment according to the present disclosure
• la primera biomasa fermentada separada se desvía a una unidad de presión y se somete a una hidrólisis térmica, produciendo así una biomasa fermentable al menos parcialmente hidrolizada, y/o• the first separate fermented biomass is diverted to a pressure unit and subjected to thermal hydrolysis, thus producing a fermentable biomass at least partially hydrolyzed, and / or
• la primera biomasa fermentada se desvía a una instalación de fermentación que comprende fermentadores termofílicos y/o mesofílicos para la producción de biogás, y/o• the first fermented biomass is diverted to a fermentation facility comprising thermophilic and / or mesophilic fermenters for the production of biogas, and / or
• el método comprende el paso adicional de desviar material de biomasa no complejo a la unidad de presión y someter los materiales de biomasa combinados en la unidad de presión a una hidrólisis térmica, produciendo así una biomasa fermentable al menos parcialmente hidrolizada, y desviando el al menos parcialmente hidrolizado, biomasa fermentable a la segunda instalación de fermentación, y/o• the method comprises the additional step of diverting non-complex biomass material to the pressure unit and subjecting the combined biomass materials in the pressure unit to thermal hydrolysis, thus producing a fermentable biomass at least partially hydrolyzed, and diverting the less partially hydrolyzed, fermentable biomass to the second fermentation facility, and / or
• el método comprende además la etapa de extracción al menos parcialmente de los primeros compuestos volátiles formados durante la hidrólisis térmica.• The method further comprises the stage of at least partially extracting the first volatile compounds formed during thermal hydrolysis.
En una realización según la presente divulgación, la hidrólisis térmica se produce en condiciones alcalinas predeterminadas, opcionalmente logradas mediante la adición de suficiente cal para alcanzar un pH en el intervalo de aproximadamente 9 a aproximadamente 12.In one embodiment according to the present disclosure, thermal hydrolysis occurs under predetermined alkaline conditions, optionally achieved by adding enough lime to reach a pH in the range of about 9 to about 12.
En una realización según la presente divulgación, la hidrólisis del material de biomasa en la unidad de presión se realiza a una temperatura en el intervalo de 100 °C a preferiblemente menos de 250 °C, bajo una presión de aproximadamente de 2 a preferiblemente menos de 20 bar, y con un tiempo de operación que varía preferiblemente menos de 60 minutos, o hasta que la biomasa se hidroliza adecuadamente.In one embodiment according to the present disclosure, the hydrolysis of the biomass material in the pressure unit is carried out at a temperature in the range of 100 ° C to preferably less than 250 ° C, under a pressure of about 2 to preferably less than 20 bar, and with an operating time that preferably varies less than 60 minutes, or until the biomass is properly hydrolyzed.
En una realización según la presente divulgación, la biomasa al menos parcialmente hidrolizada de la unidad de presión se desvía a la(s) unidad(es) de pre fermentación o primera instalación de fermentación para fermentación adicional. En una realización según la presente divulgación, dicha biomasa al menos parcialmente hidrolizada y fermentada adicionalmente se desvía además a la extracción de amoníaco en una unidad de extracción y saneamiento.In one embodiment according to the present disclosure, the at least partially hydrolyzed biomass of the pressure unit is diverted to the pre-fermentation unit (s) or first fermentation facility for further fermentation. In an embodiment according to the present disclosure, said biomass at least partially hydrolyzed and further fermented is further diverted to the extraction of ammonia in an extraction and sanitation unit.
En una realización según la presente divulgación, la fermentación adicional es seguida por una hidrólisis térmica adicional en la unidad de presión para producir una biomasa adicional e incluso más hidrolizada.In an embodiment according to the present disclosure, additional fermentation is followed by additional thermal hydrolysis in the pressure unit to produce an additional and even more hydrolyzed biomass.
En una realización según la presente divulgación, el método comprende además fermentar la biomasa al menos parcialmente hidrolizada y opcionalmente además fermentada en la segunda instalación de fermentación para producir un biogás que comprende segundos compuestos volátiles.In an embodiment according to the present disclosure, the method further comprises fermenting the at least partially hydrolyzed biomass and optionally further fermented in the second fermentation facility to produce a biogas comprising second volatile compounds.
En una realización según la presente divulgación, la fermentación en la segunda instalación de fermentación comprende i) someter la biomasa al menos parcialmente hidrolizada o la biomasa hidrolizada adicional a las primeras condiciones de fermentación que dan como resultado la formación de una primera biomasa fermentada acondicionada; y ii) someter la primera biomasa fermentada acondicionada a una fermentación en un segundo conjunto de condiciones para producir una biomasa de fermentación y segundos compuestos volátiles. En una realización según la presente divulgación, las primeras condiciones comprenden condiciones termofílicas y las segundas condiciones comprenden condiciones mesofílicas. En una realización según la presente divulgación, las primeras condiciones comprenden condiciones mesofílicas y las segundas condiciones comprenden condiciones termofílicas.In one embodiment according to the present disclosure, the fermentation in the second fermentation facility comprises i) subjecting the at least partially hydrolyzed biomass or the additional hydrolyzed biomass to the first fermentation conditions that result in the formation of a first conditioned fermented biomass; and ii) subject the first conditioned fermented biomass to fermentation under a second set of conditions to produce a fermentation biomass and second volatile compounds. In an embodiment according to the present disclosure, the first conditions comprise thermophilic conditions and the second conditions comprise mesophilic conditions. In an embodiment according to the present disclosure, the first conditions comprise mesophilic conditions and the second conditions comprise thermophilic conditions.
En una realización según la presente divulgación, al menos parte de la primera biomasa fermentada acondicionada se desvía a una primera unidad de mezcla y/o a las unidades de instalación de fermentación previa. En una realización según la presente divulgación, al menos parte de la biomasa fermentada se desvía a una primera unidad de mezcla y/o a una o más de las unidades de instalación de fermentación previa.In an embodiment according to the present disclosure, at least part of the first conditioned fermented biomass is diverted to a first mixing unit and / or to the previous fermentation installation units. In an embodiment according to the present disclosure, at least part of the fermented biomass is diverted to a first mixing unit and / or to one or more of the previous fermentation installation units.
También se proporciona un método para producir un primer compuesto volátil a través de la fermentación de un material de biomasa que comprende partes sólidas y/o líquidas, comprendiendo el método i) recibir el material de biomasa en una o más unidades de instalación de fermentación previa; y ii) realizar una primera fermentación del material de biomasa en una o más unidades de instalación de fermentación previa para producir un primer material de biomasa fermentada y al menos el primer compuesto volátil hasta que se produzca una cantidad sustancial del primer compuesto volátil.A method for producing a first volatile compound is also provided through the fermentation of a biomass material comprising solid and / or liquid parts, the method comprising i) receiving the biomass material in one or more prior fermentation installation units ; and ii) perform a first fermentation of the biomass material in one or more prior fermentation installation units to produce a first fermented biomass material and at least the first volatile compound until a substantial amount of the first volatile compound is produced.
También se proporciona un método para identificar una biomasa compleja, el método comprende calcular el contenido de nitrógeno orgánico en relación con el contenido total del material de biomasa; y categorizando el material de biomasa como una biomasa compleja si el material de biomasa comprende un alto porcentaje de Nitrógeno orgánico.A method for identifying a complex biomass is also provided, the method comprises calculating the organic nitrogen content in relation to the total biomass material content; and categorizing the biomass material as a complex biomass if the biomass material comprises a high percentage of Organic nitrogen.
La divulgación en un aspecto adicional según la presente divulgación está dirigida a una planta de instalación de fermentación secuencial para fermentar una biomasa fermentare y adaptada adecuadamente para generar al menos los primeros y segundos compuestos volátiles, dicha planta de instalación de fermentación comprende i) una o más unidad(es) de instalaciones de fermentación previa para realizar una primera fermentación del material de biomasa fermentable,The disclosure in a further aspect according to the present disclosure is directed to a sequential fermentation installation plant to ferment a fermentation biomass and suitably adapted to generate at least the first and second volatile compounds, said fermentation installation plant comprises i) one or more unit (s) of prior fermentation facilities to perform a first fermentation of the fermentable biomass material,
ii) una unidad de separación operativamente conectada a la(s) unidad(es) de instalación de prefermentación para separar, al menos en parte, el primer material de biomasa fermentada de los primeros compuestos volátiles, obteniendo así una primera biomasa fermentada separada que comprende un contenido reducido de primeros compuestos volátiles y/o un contenido reducido de compuestos precursores que contienen carbono y nitrógeno capaces de convertirse durante una fermentación en primeros compuestos volátiles; yii) a separation unit operatively connected to the pre-fermentation installation unit (s) to separate, at least in part, the first fermented biomass material from the first volatile compounds, thereby obtaining a first separate fermented biomass comprising a reduced content of first volatile compounds and / or a reduced content of precursor compounds containing carbon and nitrogen capable of being converted during fermentation into first volatile compounds; Y
iii) una segunda instalación de fermentación conectada operativamente a la unidad de separación para realizar una fermentación de la primera biomasa fermentada separada, produciendo así un material de biomasa fermentada adicional y segundos compuestos volátiles.iii) a second fermentation facility operatively connected to the separation unit to perform a fermentation of the first separate fermented biomass, thus producing an additional fermented biomass material and second volatile compounds.
En una realización según la presente divulgación,In an embodiment according to the present disclosure,
• dicha unidad de separación comprende una unidad de extracción de N para la extracción de los primeros compuestos volátiles del material de biomasa fermentado en una o más unidades de instalación de fermentación previa, y/o• said separation unit comprises an N extraction unit for the extraction of the first volatile compounds of the fermented biomass material in one or more prior fermentation installation units, and / or
• dicha unidad de extracción de N está conectada a una unidad de absorción para absorber y condensar los primeros compuestos volátiles extraídos del primer material de biomasa fermentada, y/o• said N extraction unit is connected to an absorption unit to absorb and condense the first volatile compounds extracted from the first fermented biomass material, and / or
• dicha unidad de separación comprende una unidad de saneamiento para desinfectar el primer material de biomasa fermentada, y/o• said separation unit comprises a sanitation unit to disinfect the first fermented biomass material, and / or
• dicha(s) unidad(es) de instalación de fermentación previa y la unidad de separación están conectadas de modo que el primer material de biomasa fermentada se desvía de la(s) unidad(es) de instalación de fermentación previa a la unidad de separación, y/o• said pre-fermentation installation unit (s) and the separation unit are connected so that the first fermented biomass material deviates from the pre-fermentation installation unit (s) to the separation, and / or
• dicha planta de instalación de fermentación comprende además una unidad de presión adaptada para realizar una hidrólisis térmica, opcionalmente en condiciones alcalinas predeterminadas, del primer material de biomasa fermentado separado, en el que la unidad de presión está operativamente conectada tanto a la unidad de separación como a la segunda instalación de fermentación, y/o• said fermentation installation plant further comprises a pressure unit adapted to perform thermal hydrolysis, optionally under predetermined alkaline conditions, of the first separate fermented biomass material, in which the pressure unit is operatively connected to both the separation unit as to the second fermentation facility, and / or
• dicha planta de instalación de fermentación comprende además un tanque extractor conectado a la unidad de presión para extraer los primeros compuestos volátiles de la biomasa hidrolizada, en donde el tanque extracción está conectado a una unidad de absorción para absorber y condensar el primer compuesto volátil extraído, y/o • dicha unidad de separación está conectada a la unidad de presión y/o a la segunda instalación de fermentación para que el primer material de biomasa fermentado extraído de los primeros compuestos volátiles pueda desviarse a la unidad de presión y/o a la segunda instalación de fermentación, y/o• said fermentation installation plant further comprises an extractor tank connected to the pressure unit to extract the first volatile compounds from the hydrolyzed biomass, wherein the extraction tank is connected to an absorption unit to absorb and condense the first volatile compound extracted , and / or • said separation unit is connected to the pressure unit and / or the second fermentation facility so that the first fermented biomass material extracted from the first volatile compounds can be diverted to the pressure unit and / or the second fermentation facility, and / or
• dicha planta de instalación de fermentación comprende además conexiones entre la(s) unidad(es) de instalación de fermentación previa, la unidad de separación y la unidad de presión,• said fermentation installation plant further comprises connections between the previous fermentation installation unit (s), the separation unit and the pressure unit,
• dicha unidad de presión está conectada con la segunda instalación de fermentación para desviar al menos parcialmente la biomasa hidrolizada, al menos parcialmente extraída de los primeros compuestos volátiles a la segunda instalación de fermentación, y/o• said pressure unit is connected to the second fermentation facility to at least partially divert hydrolyzed biomass, at least partially extracted from the first volatile compounds to the second fermentation facility, and / or
• una pluralidad de unidades de instalación de prefermentación están operativamente conectadas y en donde la segunda instalación de fermentación comprende una pluralidad adicional de unidades de fermentación operativamente conectadas, y/o• a plurality of pre-fermentation installation units are operatively connected and wherein the second fermentation installation comprises an additional plurality of operatively connected fermentation units, and / or
• dichas unidades de instalación de fermentación están conectadas a la(s) unidad(es) de instalación de fermentación previa y/o a un primer tanque de mezcla para permitir el desvío de la primera biomasa fermentada desde la instalación de fermentación previa y/o desvío de biomasa desde el primer tanque de mezcla, y/o• said fermentation installation units are connected to the fermentation installation unit (s) prior and / or to a first mixing tank to allow the diversion of the first fermented biomass from the previous fermentation facility and / or diversion of biomass from the first mixing tank, and / or
• la instalación de fermentación está adaptada para recibir biomasa desde un tanque de recepción utilizando los primeros conectores de recepción, la unidad de presión está adaptada para recibir biomasa desde el tanque de recepción utilizando segundos conectores de recepción, y la unidad de instalación de fermentación previa está adaptada para recibir biomasa desde el tanque de recepción/el primer tanque de mezcla que utiliza el tercer conector de recepción, y/o• The fermentation facility is adapted to receive biomass from a receiving tank using the first receiving connectors, the pressure unit is adapted to receive biomass from the receiving tank using second receiving connectors, and the pre-fermentation installation unit It is adapted to receive biomass from the receiving tank / the first mixing tank that uses the third receiving connector, and / or
• la(s) unidad(es) de instalación de prefermentación está adaptada para producir la cantidad máxima del primer compuesto volátil incluso a expensas/con una cantidad menor de la producción del segundo compuesto volátil durante la primera fermentación; y la unidad de fermentación está adaptada para producir la cantidad máxima del segundo compuesto volátil a partir del material de biomasa que se ha extraído del primer compuesto volátil durante la etapa de pretratamiento en las primeras unidades de fermentación y/o la unidad de presión.• the pre-fermentation installation unit (s) is adapted to produce the maximum amount of the first volatile compound even at the expense / with a smaller amount of the production of the second volatile compound during the first fermentation; and the fermentation unit is adapted to produce the maximum amount of the second volatile compound from the biomass material that has been extracted from the first volatile compound during the pretreatment stage in the first fermentation units and / or the pressure unit.
Biomasas y fermentaciónBiomass and Fermentation
Una fermentación anaeróbica (o primera o segunda fermentación) según la divulgación puede realizarse en condiciones termofílicas y/o en condiciones mesofílicas. En consecuencia, se puede realizar una fermentación anaeróbica realizando una fermentación anaeróbica en condiciones termofílicas o en condiciones mesofílicas, o realizando una fermentación anaeróbica en condiciones termofílicas seguida de una fermentación anaeróbica en condiciones mesofílicas, o realizando una fermentación anaeróbica en condiciones mesofílicas seguidas por una fermentación anaerobia realizada en condiciones termofílicas.An anaerobic fermentation (or first or second fermentation) according to the disclosure can be carried out under thermophilic conditions and / or under mesophilic conditions. Consequently, anaerobic fermentation can be performed by performing anaerobic fermentation under thermophilic conditions or under mesophilic conditions, or by performing anaerobic fermentation under thermophilic conditions followed by anaerobic fermentation under mesophilic conditions, or by performing anaerobic fermentation under mesophilic conditions followed by fermentation. anaerobic performed under thermophilic conditions.
Las condiciones termofílicas comprenden temperaturas que varían de 42 °C a 70 °C, tales como 45 °C a 60 °C, preferiblemente de 48 °C a 52 °C. Las condiciones mesofílicas comprenden temperaturas de 21 °C a 42 °C, como 21 °C a 25 °C, por ejemplo, 25 °C a 30 °C, como 30 °C a 35 °C, por ejemplo 35 °C a 40 °C, como 40 °C a 42 °C.Thermophilic conditions comprise temperatures ranging from 42 ° C to 70 ° C, such as 45 ° C to 60 ° C, preferably 48 ° C to 52 ° C. Mesophilic conditions comprise temperatures from 21 ° C to 42 ° C, such as 21 ° C to 25 ° C, for example, 25 ° C to 30 ° C, such as 30 ° C to 35 ° C, for example 35 ° C to 40 ° C, such as 40 ° C to 42 ° C.
La fermentación anaeróbica termofílica y/o la fermentación anaeróbica mesofílica se realiza en una realización según la presente divulgación durante aproximadamente 5 a 15 días, tal como 5 a 7 días, por ejemplo 7 a 10 días, tal como 1012 días, por ejemplo de 12 a 15 días.Anaerobic thermophilic fermentation and / or mesophilic anaerobic fermentation is carried out in an embodiment according to the present disclosure for approximately 5 to 15 days, such as 5 to 7 days, for example 7 to 10 days, such as 1012 days, for example 12 15 days
El pH para una fermentación anaerobia de un material de biomasa fermentable está en una realización según la presente divulgación en el intervalo de aproximadamente de 7 a 8,5, preferiblemente entre 7,4 y 8,4 y más preferiblemente entre 7,8 y 8.The pH for an anaerobic fermentation of a fermentable biomass material is in an embodiment according to the present disclosure in the range of about 7 to 8.5, preferably between 7.4 and 8.4 and more preferably between 7.8 and 8 .
Los biomateriales según la presente divulgación en una realización según la presente divulgación comprenden una o más fuentes de carbono y una o más fuentes de nitrógeno. Las fuentes de carbono son típicamente polisacáridos o polímeros que comprenden polisacáridos. Los polisacáridos se hidrolizan y/u oxidan en constituyentes más pequeños, tales como, por ejemplo, oligosacáridos y/o monosacáridos. Los polisacáridos ejemplares son celulosa, hemicelulosa, lignina y lignocelulosa.The biomaterials according to the present disclosure in an embodiment according to the present disclosure comprise one or more carbon sources and one or more nitrogen sources. Carbon sources are typically polysaccharides or polymers comprising polysaccharides. The polysaccharides are hydrolyzed and / or oxidized into smaller constituents, such as, for example, oligosaccharides and / or monosaccharides. Exemplary polysaccharides are cellulose, hemicellulose, lignin and lignocellulose.
Los materiales de biomasa fermentables según la presente divulgación en una realización según la presente divulgación contienen un máximo de 50% de partes sólidas, tal como un máximo de 40% de partes sólidas, por ejemplo un máximo de 30% de partes sólidas, tales como un máximo de 20% de partes sólidas en peso.The fermentable biomass materials according to the present disclosure in an embodiment according to the present disclosure contain a maximum of 50% solid parts, such as a maximum of 40% solid parts, for example a maximum of 30% solid parts, such as a maximum of 20% solid parts by weight.
Los materiales de biomasa fermentables según la presente divulgación en una realización según la presente divulgación tienen un contenido de fibras de preferiblemente más del 5% (w/w), por ejemplo más del 10% (w/w), tales como más del 20% (w/w), y preferiblemente menos del 40% (w/w).The fermentable biomass materials according to the present disclosure in an embodiment according to the present disclosure have a fiber content of preferably more than 5% (w / w), for example more than 10% (w / w), such as more than 20 % (w / w), and preferably less than 40% (w / w).
Los materiales de biomasa según la divulgación están en una realización según la presente divulgación, cualquier material de biomasa de desechos orgánicos y en una realización según la presente divulgación seleccionada de materiales de biomasa de desechos orgánicos y estiércol de animales domésticos, incluyendo cerdos, ganado, y especies de aves domésticas.The biomass materials according to the disclosure are in an embodiment according to the present disclosure, any biomass material from organic waste and in an embodiment according to the present disclosure selected from biomass materials from organic waste and manure from domestic animals, including pigs, cattle, and domestic bird species.
En una realización según la presente divulgación,In an embodiment according to the present disclosure,
• el material de biomasa fermentable se selecciona del grupo que consiste en biomasas que comprenden estiércol y lodos, biomasas que comprenden residuos de cultivos, biomasas que comprenden cultivos de ensilaje, biomasas que comprenden canales de animales y fracciones de los mismos, productos de desecho de mataderos, productos de desecho de lácteos, harina de carne y hueso, y productos de desecho de categoría animal 2, incluida cualquier combinación de los mismos, y/o• The fermentable biomass material is selected from the group consisting of biomass comprising manure and sludge, biomass comprising crop residues, biomass comprising silage crops, biomass comprising animal carcasses and fractions thereof, waste products from slaughterhouses, products of dairy waste, meat and bone meal, and animal grade 2 waste products, including any combination thereof, and / or
• el material de biomasa fermentable que comprende una o más biomasas complejas, y/o• fermentable biomass material comprising one or more complex biomass, and / or
• el material de biomasa fermentable comprende una o más biomasas complejas, cada una de las cuales comprende un material de biomasa que tiene un alto porcentaje de nitrógeno orgánico, tal como al menos 5 kg, 6 kg, 7 kg, 8 kg, 10 kg, 15 kg, 20 kg, 25 kg o 30 kg de nitrógeno orgánico por tonelada de material de biomasa, y/o• the fermentable biomass material comprises one or more complex biomass, each of which comprises a biomass material that has a high percentage of organic nitrogen, such as at least 5 kg, 6 kg, 7 kg, 8 kg, 10 kg , 15 kg, 20 kg, 25 kg or 30 kg of organic nitrogen per ton of biomass material, and / or
• la biomasa compleja comprende proteínas, sustancias aceitosas y grasas, y/o• complex biomass includes proteins, oily substances and fats, and / or
• la biomasa compleja se selecciona del grupo que consiste en desechos municipales orgánicos, desechos de alimentos, productos de desechos industriales orgánicos fermentables, productos de desechos de pescado, desechos de mataderos; basura profunda o estiércol de animales, especialmente de bovinos, cerdos y aves de corral; cadáveres de animales y/o sus fracciones, harina de carne y huesos, plasma sanguíneo y cualquier producto procedente de animales, paja, fibras y aserrín, incluida cualquier combinación de los mismos, y/o• complex biomass is selected from the group consisting of organic municipal waste, food waste, fermentable organic industrial waste products, fish waste products, slaughterhouse waste; deep litter or animal manure, especially of cattle, pigs and poultry; animal carcasses and / or their fractions, meat and bone meal, blood plasma and any product from animals, straw, fibers and sawdust, including any combination thereof, and / or
• En una realización según la presente divulgación, el material de biomasa fermentable contiene un máximo de 50% de partes sólidas, tal como un máximo de 40%, 30%, 20% o 10% de partes sólidas, y/o• In an embodiment according to the present disclosure, the fermentable biomass material contains a maximum of 50% solid parts, such as a maximum of 40%, 30%, 20% or 10% solid parts, and / or
• el material de biomasa está en estado de fluido y comprende un máximo de 10% de partes sólidas, y/o• the biomass material is in a fluid state and comprises a maximum of 10% solid parts, and / or
• el material de biomasa es una suspensión líquida obtenida mediante la adición de agua y/o agua que contiene una baja concentración de material orgánico, preferiblemente menos del 10% de partes sólidas.• The biomass material is a liquid suspension obtained by adding water and / or water containing a low concentration of organic material, preferably less than 10% of solid parts.
Fracción sólida fibrosaSolid fibrous fraction
En una realización de la divulgación, el material de biomasa fermentada (tal como el primer y/o segundo material de biomasa fermentada) se fracciona en partes sólidas y líquidas, generando así una fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas, y al menos un líquido fracción. En una realización según la presente divulgación, la fracción sólida fibrosa comprende uno o más constituyentes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina. El fraccionamiento (o separación) en una realización según la presente divulgación se realiza antes de ser desviado a una instalación de cultivo fúngico.In one embodiment of the disclosure, the fermented biomass material (such as the first and / or second fermented biomass material) is divided into solid and liquid parts, thereby generating a fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts, and at least a liquid fraction. In one embodiment according to the present disclosure, the fibrous solid fraction comprises one or more macromolecular constituents selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin. The fractionation (or separation) in one embodiment according to the present disclosure is carried out before being diverted to a fungal culture facility.
En una realización de la divulgación, la fracción sólida fibrosa está sujeta a uno o más tratamientos adicionales. Los pasos adicionales son adecuados para generar un sustrato sólido fibroso final y listo para usar adecuado para cultivar células de Basidiomiceto, y que tiene un contenido reducido de compuestos de nitrógeno inorgánico.In one embodiment of the disclosure, the fibrous solid fraction is subject to one or more additional treatments. Additional steps are suitable for generating a final and ready-to-use fibrous solid substrate suitable for culturing Basidiomycete cells, and having a reduced content of inorganic nitrogen compounds.
Un tratamiento de saneamiento reduce o elimina microorganismos viables indeseables presentes en la fracción sólida fibrosa, y/o reduce el contenido de compuestos volátiles inorgánicos indeseables que contienen nitrógeno presentes en la fracción sólida fibrosa.A sanitation treatment reduces or eliminates undesirable viable microorganisms present in the fibrous solid fraction, and / or reduces the content of undesirable volatile nitrogen-containing compounds present in the fibrous solid fraction.
El tratamiento de saneamiento en una realización según la presente divulgación extrae o elimina por evaporación el gas de amoníaco acuoso de la fracción sólida fibrosa. Resulta que dicha separación reduce la cantidad de compuestos volátiles que contienen nitrógeno y/o compuestos volátiles precursores de nitrógeno inorgánico, tales como amonio y sales de amonio, en la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico.The sanitation treatment in one embodiment according to the present disclosure extracts or removes by evaporation the aqueous ammonia gas from the fibrous solid fraction. It turns out that said separation reduces the amount of volatile compounds containing nitrogen and / or volatile inorganic nitrogen precursor compounds, such as ammonium and ammonium salts, in the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen.
En una realización de la presente divulgación, la fracción sólida fibrosa obtenida del material de biomasa desgasificada se somete a un tratamiento de saneamiento, en una realización según la presente divulgación antes del cultivo de especies de Basidiomiceto en dicha fracción sólida fibrosa.In one embodiment of the present disclosure, the fibrous solid fraction obtained from the degassed biomass material is subjected to a sanitation treatment, in an embodiment according to the present disclosure before the cultivation of Basidiomycete species in said fibrous solid fraction.
En una realización según la presente divulgación, un tratamiento de saneamiento comprende evaporar uno o más compuestos volátiles en condiciones de evaporación predeterminadas caracterizadas al menos calentando la fracción sólida fibrosa a una temperatura de al menos 70 °C en condiciones de pH alcalino y a presión suficiente para evaporar dichos compuestos volátiles.In an embodiment according to the present disclosure, a sanitation treatment comprises evaporating one or more volatile compounds under predetermined evaporation conditions characterized by at least heating the fibrous solid fraction at a temperature of at least 70 ° C under conditions of alkaline pH and at sufficient pressure to evaporate said volatile compounds.
Un tratamiento de saneamiento según la divulgación en una realización según la presente divulgación comprende a) calentar la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a una temperatura de más de 70 °C, y opcionalmente comprende además b) someter el fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a una presión de más de 1 bar.A sanitation treatment according to the disclosure in an embodiment according to the present disclosure comprises a) heating the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen to a temperature of more than 70 ° C, and optionally further comprising b) subjecting the solid fraction fibrous comprising parts of organic and inorganic nitrogen at a pressure of more than 1 bar.
En una realización según la presente divulgación, dicha fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico se somete a calentamiento suficiente para evaporar los compuestos volátiles inorgánicos de nitrógeno presentes en la fracción sólida fibrosa, convirtiendo así dichos compuestos inorgánicos de nitrógeno en compuestos volátiles que contienen nitrógeno gaseoso, incluido el amoniaco.In an embodiment according to the present disclosure, said fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen is subjected to sufficient heating to evaporate the volatile inorganic nitrogen compounds present in the fibrous solid fraction, thus converting said inorganic nitrogen compounds into volatile compounds. containing nitrogen gas, including ammonia.
El tratamiento de saneamiento en una realización según la presente divulgación comprende la etapa de calentar la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a una temperatura de 70 °C a 500 °C, tal como 70 a 80 °C, por ejemplo 80 a 90 °C, así como 90 a 100 °C, por ejemplo 100 a 110 °C, así como 110 a 120 °C, por ejemplo 120 a 130 °C, así como 130 a 140 °C, por ejemplo 140 a 150 °C, así como 150 a 160 °C, por ejemplo 160 a 170 °C, así como 170 a 180 °C, por ejemplo 180 a 190 °C, así como 190 a 200 °C, por ejemplo 200 a 250 °C, así como 250 a 300 °C, por ejemplo 300 a 350 °C, así como 350 a 400 °C, por ejemplo 400 a 450 °C, así como 450 a 500 °C.The sanitation treatment in an embodiment according to the present disclosure comprises the step of heating the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen at a temperature of 70 ° C to 500 ° C, such as 70 to 80 ° C, for example 80 to 90 ° C, as well as 90 to 100 ° C, for example 100 to 110 ° C, as well as 110 to 120 ° C, for example 120 to 130 ° C, as well as 130 to 140 ° C, for example 140 to 150 ° C, as well as 150 to 160 ° C, for example 160 to 170 ° C, as well as 170 to 180 ° C, for example 180 to 190 ° C, as well as 190 to 200 ° C, for example 200 to 250 ° C, as well as 250 to 300 ° C, for example 300 to 350 ° C, as well as 350 to 400 ° C, for example 400 to 450 ° C, as well as 450 to 500 ° C.
En una realización según la presente divulgación, el calentamiento de la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico a una temperatura de 70 °C a 500 °C da como resultado la formación de un gas de amoníaco acuoso que tiene una temperatura de más de 70 °C.In one embodiment according to the present disclosure, heating of the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen at a temperature of 70 ° C to 500 ° C results in the formation of an aqueous ammonia gas having a temperature of more than 70 ° C.
Independientemente de las etapas descritas anteriormente, la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico está en una realización según la presente divulgación sometida a una presión de 1 a 10 bares; como 1 a 2 bar, por ejemplo 2 a 3 bar, como 3 a 4 bar, por ejemplo 4 a 5 bar, como 5 a 6 bar, por ejemplo 6 a 7 bar, como 7 a 8 bar, para ejemplo 8 a 9 bar, como 9 a 10 bar.Regardless of the steps described above, the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen is in an embodiment according to the present disclosure subjected to a pressure of 1 to 10 bar; as 1 to 2 bar, for example 2 to 3 bar, as 3 to 4 bar, for example 4 to 5 bar, as 5 to 6 bar, for example 6 to 7 bar, as 7 to 8 bar, for example 8 to 9 bar, like 9 to 10 bar.
En una realización según la presente divulgación, la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico se calienta y se seca, tal como se calienta y se seca en un secador, tal como un secador de tambor.In one embodiment according to the present disclosure, the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen is heated and dried, as it is heated and dried in a dryer, such as a drum dryer.
En una realización según la presente divulgación, el valor de pH de las partes líquidas o líquidas de dicha fracción sólida fibrosa es preferiblemente superior a pH = 7,5, por ejemplo, por encima de pH 8,0, tal como por encima de pH 8,5, al menos durante dicho tratamiento de saneamiento.In an embodiment according to the present disclosure, the pH value of the liquid or liquid parts of said fibrous solid fraction is preferably greater than pH = 7.5, for example, above pH 8.0, such as above pH 8.5, at least during said sanitation treatment.
La fracción sólida fibrosa, después de la separación del gas de amoniaco acuoso, contiene preferiblemente una cantidad reducida de compuestos volátiles precursores de nitrógeno inorgánico, tal como menos del 70% de la cantidad de compuestos volátiles precursores de nitrógeno inorgánico presentes en la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico antes de la extracción del gas de amoníaco acuoso de la fracción sólida fibrosa; como de aproximadamente 20% a 25%, 25 a 30%, 30% a 40%, 40% a 50%, 50% a 55%, 55% a 60%, 60% a 65% o 65 a 70% de la cantidad de dichos compuestos volátiles precursores de nitrógeno inorgánico presentes en la fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico antes de extraer el gas de amoníaco acuoso de la fracción sólida fibrosa.The fibrous solid fraction, after separation of the aqueous ammonia gas, preferably contains a reduced amount of volatile inorganic nitrogen precursor compounds, such as less than 70% of the amount of volatile inorganic nitrogen precursor compounds present in the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen before the extraction of aqueous ammonia gas from the fibrous solid fraction; as about 20% to 25%, 25 to 30%, 30% to 40%, 40% to 50%, 50% to 55%, 55% to 60%, 60% to 65% or 65 to 70% of the amount of said volatile inorganic nitrogen precursor compounds present in the fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen before extracting the aqueous ammonia gas from the fibrous solid fraction.
Los compuestos volátiles precursores de nitrógeno inorgánico en una realización según la presente divulgación comprenden compuestos de amonio capaces de convertirse en gas de amoníaco durante dicho tratamiento de saneamiento.The volatile inorganic nitrogen precursor compounds in an embodiment according to the present disclosure comprise ammonium compounds capable of converting to ammonia gas during said sanitation treatment.
La fracción sólida fibrosa es preferiblemente adecuada para cultivar células de basidiomiceto y capaz de retener un contenido deseado de agua. El sustrato sólido fibroso en una realización de la divulgación comprende partículas fibrosas que tienen un tamaño de partícula promedio de más de 100 micras (p), tal como más de 200 p, por ejemplo más de 300 p, tal como más de 400 p, por ejemplo más de 500 p, como más de 600 p, por ejemplo más de 700 p, como más de 800 p, por ejemplo más de 900 p, como más de 1000 p.The fibrous solid fraction is preferably suitable for culturing basidiomycete cells and capable of retaining a desired water content. The fibrous solid substrate in one embodiment of the disclosure comprises fibrous particles having an average particle size of more than 100 microns (p), such as more than 200 p, for example more than 300 p, such as more than 400 p, for example more than 500 p, such as more than 600 p, for example more than 700 p, such as more than 800 p, for example more than 900 p, such as more than 1000 p.
El sustrato sólido fibroso en una realización según la presente divulgación comprende partículas fibrosas que tienen un tamaño medio de partícula de 200 p a 300 p, tal como 300 a 400 p, por ejemplo 400 a 500 p, tal como 500 a 600 p, por ejemplo 600 a 700 p, así como 700 a 800 p, por ejemplo 800 a 900 p, así como 900 a 1000 p, por ejemplo 1000 a 1200 p, así como 1250 a 1500 p, por ejemplo 1500 a 2000 p.The fibrous solid substrate in an embodiment according to the present disclosure comprises fibrous particles having an average particle size of 200 to 300 p, such as 300 to 400 p, for example 400 to 500 p, such as 500 to 600 p, for example 600 to 700 p, as well as 700 to 800 p, for example 800 to 900 p, as well as 900 to 1000 p, for example 1000 to 1200 p, as well as 1250 to 1500 p, for example 1500 to 2000 p.
El sustrato sólido fibroso en una realización según la presente divulgación puede contener un contenido mínimo de agua, calculado en masa, que está al menos en el intervalo de aproximadamente 10% a aproximadamente 80%, tal como 10% a 20%, por ejemplo 20% a 30%, como 30% a 40%, por ejemplo 40% a 50%, como 50% a 60%, por ejemplo 60% a 70%, como 70% a 80 %, The fibrous solid substrate in one embodiment according to the present disclosure may contain a minimum water content, calculated in bulk, which is at least in the range of about 10% to about 80%, such as 10% to 20%, for example. % to 30%, such as 30% to 40%, for example 40% to 50%, such as 50% to 60%, for example 60% to 70%, such as 70% to 80%,
En una realización según la presente divulgación, la fracción sólida fibrosa se drena, se separa y/o se extrae el amoníaco.In one embodiment according to the present disclosure, the fibrous solid fraction is drained, separated and / or ammonia is extracted.
En una realización según la presente divulgación, la divulgación comprende una etapa adicional de drenaje de partes líquidas de la fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas y obtención de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y que tiene una materia seca total contenido de más de aproximadamente el 25% (w/w), tal como más del 30% (w/w), por ejemplo más del 35% (w/w), y una fracción líquida residual.In an embodiment according to the present disclosure, the disclosure comprises an additional step of draining liquid parts of the fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts and obtaining a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and having a matter Total dry content of more than about 25% (w / w), such as more than 30% (w / w), for example more than 35% (w / w), and a residual liquid fraction.
En una realización según la presente divulgación, la fracción sólida fibrosa se complementa con una o más composiciones de sustrato nutritivo suplementario sólido y/o líquido.In one embodiment according to the present disclosure, the fibrous solid fraction is supplemented with one or more solid and / or liquid supplemental nutritional substrate compositions.
Para obtener una consistencia “esponjosa” del sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de Basidiomiceto, la mayoría, y en algunos casos esencialmente todos, los sólidos inorgánicos presentes en el material de biomasa se separan de la fracción sólida fibrosa. La presencia de sólidos inorgánicos en cantidades excesivas e indeseables reducirá la capacidad de retención de agua del sustrato sólido fibroso.To obtain a "spongy" consistency of the fibrous solid substrate suitable for culturing Basidiomycete cells, most, and in some cases essentially all, the inorganic solids present in the biomass material are separated from the fibrous solid fraction. The presence of inorganic solids in excessive and undesirable amounts will reduce the water retention capacity of the fibrous solid substrate.
La extracción del gas de amoniaco acuoso que da como resultado una reducción de la cantidad de compuestos volátiles precursores de nitrógeno inorgánico presentes en la fracción sólida fibrosa genera una fracción sólida fibrosa extraída de amoniaco que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico. En una realización según la presente descripción, la fracción sólida fibrosa contiene de aproximadamente 0,5 kg a aproximadamente 4,0 kg de nitrógeno inorgánico (NH4 - N) por tonelada de fracción sólida fibrosa, tal como 0,5 a 1,0 kg, por ejemplo 1,0 a 1,2 kg, tal como 1,2 a 1,4 kg, por ejemplo 1,4 a 1,5 kg, como 1,5 a 1,6 kg, por ejemplo 1,6 a 1,8 kg, como 1,8 a 2 kg, por ejemplo 2 a 2,5 kg, como 2,5 a 3 kg, por ejemplo 3 a 3,5 kg, tal como 3,5 a 4 kg de nitrógeno inorgánico (NH4 - N) por tonelada de fracción sólida fibrosa.Extraction of the aqueous ammonia gas that results in a reduction in the amount of volatile inorganic nitrogen precursor compounds present in the fibrous solid fraction generates a fibrous solid fraction extracted from ammonia comprising parts of organic and inorganic nitrogen. In one embodiment according to the present description, the fibrous solid fraction contains from about 0.5 kg to about 4.0 kg of inorganic nitrogen (NH4-N) per ton of fibrous solid fraction, such as 0.5 to 1.0 kg. , for example 1.0 to 1.2 kg, such as 1.2 to 1.4 kg, for example 1.4 to 1.5 kg, such as 1.5 to 1.6 kg, for example 1.6 to 1.8 kg, such as 1.8 to 2 kg, for example 2 to 2.5 kg, such as 2.5 to 3 kg, for example 3 to 3.5 kg, such as 3.5 to 4 kg of inorganic nitrogen (NH4-N) per ton of fibrous solid fraction.
En una realización según la presente divulgación, la fracción sólida fibrosa extraída de amoniaco que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico contiene de aproximadamente 3 kg a aproximadamente 30 kg de nitrógeno orgánico por tonelada de fracción sólida fibrosa, por ejemplo 3 a 5, tal como 5 a 10, por ejemplo 10 a 11, como 11 a 12, por ejemplo 12 a 13, como 13 a 14, por ejemplo 14 a 15, como 15 a 16, por ejemplo 16 a 17, como 17 a 18, por ejemplo 18 a 19, tal como 19 a 20, por ejemplo 20 a 25, tal como 25 a 30 kg de nitrógeno orgánico por tonelada de fracción sólida fibrosa.In one embodiment according to the present disclosure, the fibrous solid fraction extracted from ammonia comprising parts of organic and inorganic nitrogen contains from about 3 kg to about 30 kg of organic nitrogen per ton of fibrous solid fraction, for example 3 to 5, such as 5 to 10, for example 10 to 11, such as 11 to 12, for example 12 to 13, such as 13 to 14, for example 14 to 15, as 15 to 16, for example 16 to 17, as 17 to 18, for example 18 to 19, such as 19 to 20, for example 20 to 25, such as 25 to 30 kg of organic nitrogen per ton of fibrous solid fraction.
Puede ser deseable ajustar el pH del sustrato sólido fibroso. El pH del sustrato sólido fibroso se ajusta en una realización según la presente divulgación mediante la adición de composiciones de sustrato a la fracción sólida fibrosa para obtener un sustrato sólido fibroso con partes líquidas que tienen, o se ajustan para tener, un valor de pH de 5,0 a 7,5It may be desirable to adjust the pH of the fibrous solid substrate. The pH of the fibrous solid substrate is adjusted in an embodiment according to the present disclosure by the addition of substrate compositions to the fibrous solid fraction to obtain a fibrous solid substrate with liquid parts that have, or are adjusted to have, a pH value of 5.0 to 7.5
Una vez que se ha controlado la composición nutritiva del sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de Basidiomiceto y se ha fabricado un sustrato sólido fibroso final, se puede contactar el sustrato sólido fibroso con una o más especies de células de Basidiomiceto, o esporas, y cultivar dichas células de Basidiomiceto, o esporas, en dicho sustrato sólido fibroso.Once the nutritional composition of the fibrous solid substrate suitable for culturing Basidiomycete cells has been controlled and a final fibrous solid substrate has been manufactured, the fibrous solid substrate can be contacted with one or more species of Basidiomycete cells, or spores, and culturing said Basidiomycete cells, or spores, in said fibrous solid substrate.
Al someter el material de biomasa a uno o más pasos de separación que dan como resultado la provisión de una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y al menos una fracción líquida, y por evaporación de dicha fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico, un gas acuoso que además comprende uno o más compuestos volátiles, y que obtiene una fracción sólida fibrosa que comprende partes orgánicas e inorgánicas de nitrógeno de las cuales dichos uno o más compuestos volátiles se han removido por evaporación, la presente divulgación proporciona un método para controlar la composición de nutrientes de un sustrato sólido fibroso adecuado para el cultivo de células de Basidiomiceto.By subjecting the biomass material to one or more separation steps that result in the provision of a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and at least one liquid fraction, and by evaporation of said fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen, an aqueous gas that further comprises one or more volatile compounds, and which obtains a fibrous solid fraction comprising organic and inorganic parts of nitrogen from which said one or more volatile compounds have been removed by evaporation, the present Disclosure provides a method to control the nutrient composition of a fibrous solid substrate suitable for the cultivation of Basidiomycete cells.
Al menos uno de dichos uno o más nutrientes se puede extraer como compuestos volátiles de dicha fracción sólida fibrosa por evaporación en condiciones predeterminadas, en donde dichos uno o más nutrientes se convierten en uno o más compuestos volátiles que se extraen y eliminan del composición del sustrato sólido fibroso final. El nutriente se encuentra en una realización según la presente divulgación de compuestos nutritivos que contienen nitrógeno y/o azufre inorgánico evaporable o extraíble. Dichos compuestos se pueden extraer como sus equivalentes gaseosos, tales como, por ejemplo, amoniaco y sulfuro de hidrógeno. Por consiguiente, los compuestos nutritivos inorgánicos evaporables o extraíbles que contienen nitrógeno y/o azufre pueden considerarse compuestos volátiles precursores a este respecto. At least one of said one or more nutrients can be extracted as volatile compounds of said fibrous solid fraction by evaporation under predetermined conditions, wherein said one or more nutrients are converted into one or more volatile compounds that are extracted and removed from the substrate composition. final fibrous solid. The nutrient is in an embodiment according to the present disclosure of nutritive compounds containing evaporable or extractable nitrogen and / or sulfur. Such compounds can be extracted as their gas equivalents, such as, for example, ammonia and hydrogen sulfide. Accordingly, evaporable or extractable inorganic nutritive compounds containing nitrogen and / or sulfur can be considered volatile precursor compounds in this regard.
La evaporación de dicho uno o más compuestos volátiles en una realización según la presente divulgación comprende un tratamiento de calentamiento y secado de la fracción sólida fibrosa que comprende las etapas de calentamiento de la fracción sólida fibrosa a una temperatura de al menos 70 °C bajo condiciones de pH alcalino, es decir, un pH superior a 7, tal como superior a 7,5, por ejemplo un pH superior a 8,0, y a una presión suficiente para evaporar dichos compuestos volátiles.The evaporation of said one or more volatile compounds in an embodiment according to the present disclosure comprises a heating and drying treatment of the fibrous solid fraction comprising the heating steps of the fibrous solid fraction at a temperature of at least 70 ° C under conditions of alkaline pH, that is, a pH greater than 7, such as greater than 7.5, for example a pH greater than 8.0, and at a pressure sufficient to evaporate said volatile compounds.
Cualquiera de los tratamientos mencionados anteriormente, que incluyen evaporación, extracción, separación y/o saneamiento, servirá para proporcionar A) una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y que tiene i) un mayor contenido (w/w) de nitrógeno orgánico compuestos, ii) un contenido reducido (w/w) de compuestos volátiles, o un compuesto precursor volátil, y iii) un contenido reducido (w/w) de agua, y B) un gas acuoso que comprende además dicho uno o más compuestos volátiles, incluyendo amoniaco.Any of the aforementioned treatments, including evaporation, extraction, separation and / or sanitation, will serve to provide A) a fibrous solid fraction comprising parts of organic and inorganic nitrogen and having i) a higher content (w / w) of organic nitrogen compounds, ii) a reduced content (w / w) of volatile compounds, or a volatile precursor compound, and iii) a reduced content (w / w) of water, and B) an aqueous gas further comprising said one or more volatile compounds, including ammonia.
En una realización según la presente divulgación, se seleccionan compuestos volátiles que contienen nitrógeno del grupo que consiste en amoníaco gaseoso, amoníaco, nitrógeno inorgánico; un gas acuoso que comprende amoniaco; un gas acuoso que comprende amoniaco y compuestos volátiles que contienen azufre.In one embodiment according to the present disclosure, volatile nitrogen-containing compounds are selected from the group consisting of gaseous ammonia, ammonia, inorganic nitrogen; an aqueous gas comprising ammonia; an aqueous gas comprising ammonia and volatile compounds containing sulfur.
En una realización según la presente divulgación, los compuestos volátiles que contienen nitrógeno comprenden además compuestos volátiles que contienen azufre, incluido el sulfuro de hidrógeno.In one embodiment according to the present disclosure, volatile nitrogen-containing compounds further comprise volatile sulfur-containing compounds, including hydrogen sulfide.
En una realización según la presente divulgación, un compuesto volátil precursor se selecciona de amonio y sales de amonio.In one embodiment according to the present disclosure, a volatile precursor compound is selected from ammonium and ammonium salts.
En una realización según la presente divulgación, un compuesto volátil que contiene metano forma colectivamente un gas que comprende metano, tal como un gas que comprende más del 50% de metano, tal como más del 60% de metano, como más del 70% de metano, como más del 80% de metano, como más del 90% de metano, como más del 95% de metano, o más del 99% de metano, como un biogás.In an embodiment according to the present disclosure, a volatile compound containing methane collectively forms a gas comprising methane, such as a gas comprising more than 50% methane, such as more than 60% methane, such as more than 70% of methane, like more than 80% methane, like more than 90% methane, like more than 95% methane, or more than 99% methane, like a biogas.
Pasos adicionales del métodoAdditional steps of the method
Los métodos de la presente divulgación en una realización según la presente divulgación comprenden una etapa de fermentación anaeróbica de pretratamiento seguida de a) una etapa de cocción a presión y una etapa de extracción de amoníaco, etapas que se realizan antes de al menos una posterior etapa de fermentación anaeróbica para la generación de biogás en la instalación de fermentación, o b) una etapa de extracción de amoníaco realizado antes del al menos un paso de fermentación anaerobia posterior.The methods of the present disclosure in an embodiment according to the present disclosure comprise a pretreatment anaerobic fermentation stage followed by a) a pressure cooking stage and an ammonia extraction stage, steps that are performed before at least one subsequent stage of anaerobic fermentation for the generation of biogas in the fermentation facility, or b) an ammonia extraction stage carried out before at least one subsequent anaerobic fermentation step.
La etapa de fermentación previa al tratamiento da como resultado preferiblemente la producción de amoníaco que se recoge y, por lo tanto, no se desvía a un fermentador de biogás adicional donde tiene lugar la producción de biogás predominantemente en la etapa de fermentación adicional.The pre-treatment fermentation stage preferably results in the production of collected ammonia and, therefore, is not diverted to an additional biogas fermenter where biogas production predominantly takes place in the additional fermentation stage.
Preferentemente, la etapa de fermentación previa al tratamiento según el primer aspecto de la presente divulgación se realiza en combinación con una extracción de amoniaco y/o una etapa de recogida de amoníaco. Al remover inicialmente el amoníaco en una etapa de fermentación previa al tratamiento, es posible aumentar la producción de biogás en una etapa de fermentación adicional en una segunda instalación de fermentación. En una realización según la presente divulgación, la etapa de fermentación inicial previa al tratamiento no implica la fermentación termofílica.Preferably, the pre-treatment fermentation stage according to the first aspect of the present disclosure is carried out in combination with an ammonia extraction and / or an ammonia collection stage. By initially removing ammonia at a stage of fermentation prior to treatment, it is possible to increase biogas production at an additional fermentation stage in a second fermentation facility. In one embodiment according to the present disclosure, the initial fermentation stage prior to treatment does not imply thermophilic fermentation.
Por lo tanto, según una realización de la presente divulgación, se proporciona un método para producir primeros compuestos volátiles que contienen nitrógeno que forman colectivamente amoníaco gaseoso y segundos compuestos volátiles que contienen metano que forman colectivamente un biogás a través de fermentaciones secuenciales de un material de biomasa que comprende sólidos y/o partes líquidasTherefore, according to one embodiment of the present disclosure, there is provided a method for producing first volatile nitrogen-containing compounds that collectively form gaseous ammonia and second volatile methane-containing compounds that collectively form a biogas through sequential fermentations of a material of biomass comprising solids and / or liquid parts
En una realización según la presente divulgación, los métodos de la divulgación comprenden además someter el material de biomasa, tal como un material de biomasa al menos parcialmente desgasificado, a uno o más etapas de separación que dan como resultado la provisión de a) una fracción sólida fibrosa que comprende partes de nitrógeno orgánico e inorgánico y b) al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas que contienen fósforo orgánico e inorgánico.In an embodiment according to the present disclosure, the methods of the disclosure further comprise subjecting the biomass material, such as at least partially degassed biomass material, to one or more separation steps that result in the provision of a) a fraction fibrous solid comprising parts of organic and inorganic nitrogen and b) at least one liquid fraction comprising solid and liquid parts containing organic and inorganic phosphorus.
En una realización según la presente divulgación, los métodos de la divulgación comprenden además separar partes sólidas y líquidas de la al menos una fracción líquida que comprende partes sólidas y líquidas que contienen fósforo orgánico e inorgánico por fraccionamiento y/o sedimentación, y obtención a) una fracción sólida fibrosa, b) una primera fracción o sedimento sólido con contenido de fósforo adecuado para ser utilizado o agregado a un fertilizante agrícola que contiene fósforo, y c) una primera fracción líquida de permeado que comprende partes sólidas y/o líquidas que contienen nitrógeno y/o fósforo.In an embodiment according to the present disclosure, the methods of the disclosure further comprise separating solid and liquid parts from the at least one liquid fraction comprising solid and liquid phosphorus-containing parts organic and inorganic by fractionation and / or sedimentation, and obtaining a) a fibrous solid fraction, b) a first fraction or solid sediment with phosphorus content suitable for use or added to an agricultural fertilizer containing phosphorus, and c) a first fraction permeate liquid comprising solid and / or liquid parts containing nitrogen and / or phosphorus.
En una realización según la presente divulgación, la primera fracción o sedimento sólido que contiene fósforo y la primera fracción líquida de permeado de la divulgación se obtiene haciendo pasar el material de biomasa que comprende partes sólidas y líquidas sobre una primera membrana de tamiz que permite la primera fracción sólida, que contiene fósforo, o sedimento, y la primera fracción líquida de permeado que pasa a través de la membrana, mientras que la fracción sólida fibrosa se retiene y, por lo tanto, se separa de la primera fracción sólida, que contiene fósforo, o sedimento, y la primera fracción líquida de permeado.In an embodiment according to the present disclosure, the first phosphorus-containing solid fraction or sediment and the first liquid permeate fraction of the disclosure is obtained by passing the biomass material comprising solid and liquid parts on a first sieve membrane that allows the first solid fraction, which contains phosphorus, or sediment, and the first liquid fraction of permeate that passes through the membrane, while the fibrous solid fraction is retained and, therefore, separated from the first solid fraction, which contains phosphorus, or sediment, and the first liquid fraction of permeate.
En una realización según la presente divulgación, los métodos de la divulgación comprenden la etapa adicional de drenar partes líquidas de la fracción sólida fibrosa que comprende partes sólidas y líquidas y obtener una fracción líquida residual.In an embodiment according to the present disclosure, the methods of the disclosure comprise the additional step of draining liquid parts of the fibrous solid fraction comprising solid and liquid parts and obtaining a residual liquid fraction.
En una realización según la presente divulgación, los métodos de la divulgación comprenden la etapa adicional de combinar la fracción líquida residual y la primera fracción líquida de permeado en una fracción líquida combinada que comprende partes sólidas y líquidas, y someter dicha fracción líquida combinada que comprende partes sólidas y líquidas para una mayor separación de las partes sólidas y líquidas contenidas en ellas.In an embodiment according to the present disclosure, the methods of the disclosure comprise the additional step of combining the residual liquid fraction and the first liquid permeate fraction into a combined liquid fraction comprising solid and liquid parts, and subjecting said combined liquid fraction comprising solid and liquid parts for greater separation of the solid and liquid parts contained therein.
La fracción líquida combinada que comprende partes sólidas y líquidas se realiza en una realización según la presente divulgación pasada sobre una segunda o más membranas de tamiz que tienen un tamaño de poro más pequeño que la primera membrana de tamiz, y la fracción líquida combinada que comprende partes sólidas y líquidas separado en:The combined liquid fraction comprising solid and liquid parts is made in an embodiment according to the present disclosure passed on a second or more sieve membranes having a smaller pore size than the first sieve membrane, and the combined liquid fraction comprising solid and liquid parts separated into:
a) una segunda fracción o sedimento sólido que contiene fósforo,a) a second fraction or solid sediment containing phosphorus,
b) una segunda fracción líquida de permeado, yb) a second liquid fraction of permeate, and
c) una fracción sólida concentrada que comprende partes sólidas y líquidas.c) a concentrated solid fraction comprising solid and liquid parts.
En una realización según la presente divulgación, la separación comprende desviar la fracción líquida combinada que comprende partes sólidas y líquidas sobre o a través de la segunda o más membrana de tamiz, retener el concentrado de fracción sólida que comprende partes sólidas y líquidas y separar dicho concentrado de fracción sólida del segundo sólido, fracción que contiene fósforo o sedimento, y la segunda fracción de permeado líquido. En un paso aún más adelante, dichas primera y segunda fracciones o sedimentos sólidos que contienen fósforo se secan.In an embodiment according to the present disclosure, the separation comprises diverting the combined liquid fraction comprising solid and liquid parts on or through the second or more sieve membrane, retaining the solid fraction concentrate comprising solid and liquid parts and separating said concentrate solid fraction of the second solid, fraction containing phosphorus or sediment, and the second fraction of liquid permeate. In an even further step, said first and second solid fractions or sediments containing phosphorus are dried.
En una realización según la presente divulgación, el amoníaco gaseoso generado durante la fermentación anaeróbica inicial se extrae del material de biomasa parcialmente desgasificado calentando el material de biomasa parcialmente desgasificado en un extractor designado y tanque de saneamiento a una temperatura de al menos aproximadamente 70° C a una presión suficiente para extraer dichos compuestos volátiles, y recoger y/o almacenar el amoniaco gaseoso extraído, preferiblemente almacenando el amoníaco extraído mediante la conversión del gas amoniaco en un compuesto de sal de amonio sólido mediante una reacción con un ácido adecuado.In one embodiment according to the present disclosure, the gaseous ammonia generated during the initial anaerobic fermentation is extracted from the partially degassed biomass material by heating the partially degassed biomass material in a designated extractor and sanitation tank at a temperature of at least about 70 ° C at a pressure sufficient to extract said volatile compounds, and collect and / or store the extracted gaseous ammonia, preferably storing the extracted ammonia by converting the ammonia gas into a solid ammonium salt compound by reaction with a suitable acid.
En una realización según la presente divulgación, la temperatura en el tanque extractor y de saneamiento es de 75 °C a 95 °C, tal como 78 °C a 90 °C, tal como 80 °C a 88 °C, tal como 82 °C a 85 °C.In one embodiment according to the present disclosure, the temperature in the extractor and sanitation tank is from 75 ° C to 95 ° C, such as 78 ° C to 90 ° C, such as 80 ° C to 88 ° C, such as 82 ° C to 85 ° C.
En una realización según la presente divulgación, el pH en el tanque extractor y de saneamiento se mantiene de 9 a 12, tal como 9,5 a 11,8, tal como 10 a 11,3, tal como 10,5 a 11. En una realización según la presente divulgación, el pH se controla mediante la adición de cal al extractor y al tanque de saneamiento.In one embodiment according to the present disclosure, the pH in the extractor and sanitation tank is maintained from 9 to 12, such as 9.5 to 11.8, such as 10 to 11.3, such as 10.5 to 11. In one embodiment according to the present disclosure, the pH is controlled by adding lime to the extractor and to the sanitation tank.
En una realización según la presente divulgación, dicho tratamiento de saneamiento que reduce los contenidos de compuestos volátiles que contienen nitrógeno y/o compuestos volátiles precursores presentes en la fracción sólida fibrosa, produce y/o evapora compuestos volátiles que contienen nitrógeno y/o compuestos volátiles precursores. En una realización según la presente divulgación, dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno y/o compuestos volátiles precursores se desvían y/o recogen en un tanque extractor y de saneamiento. In an embodiment according to the present disclosure, said sanitation treatment that reduces the contents of volatile compounds containing nitrogen and / or volatile precursor compounds present in the fibrous solid fraction, produces and / or evaporates volatile compounds containing nitrogen and / or volatile compounds precursors In an embodiment according to the present disclosure, said volatile compounds containing nitrogen and / or volatile precursor compounds are diverted and / or collected in an extractor and sanitation tank.
En una realización según la presente divulgación, dichos compuestos volátiles que contienen nitrógeno comprenden amoníaco gaseoso cuyo gas amoniaco se convierte en un compuesto de sal de amonio sólido por reacción con un ácido, tal como un ácido inorgánico u orgánico.In one embodiment according to the present disclosure, said volatile nitrogen-containing compounds comprise gaseous ammonia whose ammonia gas is converted to a solid ammonium salt compound by reaction with an acid, such as an inorganic or organic acid.
El gas de amoníaco extraído puede convertirse en un compuesto de sal de amonio sólido mediante una reacción con un ácido.The extracted ammonia gas can be converted into a solid ammonium salt compound by a reaction with an acid.
En una realización según la presente divulgación, se almacena el compuesto de sal de amonio sólido. En una realización según la presente divulgación, el compuesto de sal de amonio sólido se usa para enriquecer una composición, tal como un fertilizante agrícola.In one embodiment according to the present disclosure, the solid ammonium salt compound is stored. In one embodiment according to the present disclosure, the solid ammonium salt compound is used to enrich a composition, such as an agricultural fertilizer.
Según la divulgación, cualquier gas de amoniaco extraído se recoge y/o convierte en una fracción de compuesto de amonio sólido en una realización según la presente divulgación que comprende uno o más compuestos inorgánicos de sal de amonio, como por ejemplo sulfato de amonio, después de un reacción con un ácido, como por ejemplo ácido sulfúrico, o cualquier otro ácido inorgánico u orgánico adecuado.According to the disclosure, any extracted ammonia gas is collected and / or converted into a fraction of solid ammonium compound in an embodiment according to the present disclosure comprising one or more inorganic ammonium salt compounds, such as ammonium sulfate, then of a reaction with an acid, such as sulfuric acid, or any other suitable inorganic or organic acid.
En una realización según la presente divulgación, los métodos según la divulgación comprenden además uno o más de las etapas deIn an embodiment according to the present disclosure, the methods according to the disclosure further comprise one or more of the steps of
i) calentar la fracción sólida fibrosa a una temperatura de más de 70 °C, en donde dicho calentamiento da como resultado la formación de un gas de amoníaco acuoso que tiene una temperatura de más de 70 °C, y/oi) heating the fibrous solid fraction to a temperature of more than 70 ° C, wherein said heating results in the formation of an aqueous ammonia gas having a temperature of more than 70 ° C, and / or
ii) extraer dicho gas de amoniaco acuoso que tiene una temperatura de más de 70 °C de la fracción sólida fibrosa drenada, y/oii) extracting said aqueous ammonia gas having a temperature of more than 70 ° C of the drained fibrous solid fraction, and / or
iii) desviar el gas de amoníaco acuoso que tiene una temperatura de más de 70 °C al extractor y al tanque de saneamiento, y/oiii) divert the aqueous ammonia gas having a temperature of more than 70 ° C to the extractor and sanitation tank, and / or
iv) usar el gas de amoníaco acuoso que tiene una temperatura de más de 70 °C para calentar el material de biomasa parcialmente desgasificado presente en el tanque de extracción y saneamiento, y/oiv) use the aqueous ammonia gas having a temperature of more than 70 ° C to heat the partially degassed biomass material present in the extraction and sanitation tank, and / or
v) opcionalmente calentar el material de biomasa parcialmente desgasificado presente en el extractor y el tanque de saneamiento mediante una o más fuentes de calefacción adicionales.v) optionally heating the partially degassed biomass material present in the extractor and the sanitation tank by one or more additional heating sources.
En una realización según la presente divulgación, el tratamiento de saneamiento explota las fuentes de aire de combustión primaria y secundaria, incluidas las fuentes de aire de escape, presentes o generadas en la instalación de fermentación de biogás como resultado de realizar dicho saneamiento, en el que dicha combustión primaria y secundaria Las fuentes de aire se desvían a un extractor y tanque de saneamiento para su conversión y/o recolección como sólidos.In an embodiment according to the present disclosure, the sanitation treatment exploits the primary and secondary combustion air sources, including the exhaust air sources, present or generated in the biogas fermentation facility as a result of performing said sanitation, in the that said primary and secondary combustion Air sources are diverted to an extractor and sanitation tank for conversion and / or collection as solids.
En una realización según la presente divulgación, la explotación de fuentes de aire de combustión primaria de la instalación de fermentación de biogás da como resultado la generación de una presión negativa en el espacio de la instalación de fermentación de biogás, que la presión negativa evita o contribuye a evitar que cualquier olor indeseable escape de la instalación de fermentación de biogás, en donde dichos odorantes comprenden uno o más compuestos volátiles que contienen nitrógeno y/o compuestos volátiles que contienen azufre.In an embodiment according to the present disclosure, the exploitation of primary combustion air sources of the biogas fermentation facility results in the generation of a negative pressure in the biogas fermentation facility space, which the negative pressure prevents or contributes to prevent any undesirable odor from escaping from the biogas fermentation facility, wherein said odorants comprise one or more volatile nitrogen-containing compounds and / or volatile sulfur-containing compounds.
En una realización según la presente divulgación, el (primer) material de biomasa adecuado para la fermentación anaerobia y la producción de biogás es un material de biomasa parcialmente desgasificado obtenido mediante la realización de una fermentación anaerobia inicial que da como resultado la producción de una fracción gaseosa que comprende amoníaco y biogás.In one embodiment according to the present disclosure, the (first) biomass material suitable for anaerobic fermentation and biogas production is a partially degassed biomass material obtained by performing an initial anaerobic fermentation that results in the production of a fraction Soda that includes ammonia and biogas.
En una realización según la presente divulgación, el primer material de biomasa adecuado para la fermentación anaerobia y la producción de biogás es un material de biomasa parcialmente desgasificado obtenido, realizando una fermentación inicial anaeróbica por lotes que da como resultado la producción de una fracción gaseosa que comprende amoníaco y biogás.In an embodiment according to the present disclosure, the first biomass material suitable for anaerobic fermentation and biogas production is a partially degassed biomass material obtained, performing an initial anaerobic batch fermentation that results in the production of a gaseous fraction that It includes ammonia and biogas.
En una realización según la presente divulgación, la continua fermentación de biogás anaeróbica genera un material de biomasa desgasificada fermentada adecuada para usar como sustrato para cultivar una o más especies fúngicas, y el material de biomasa fermentada y desgasificada obtenido de la fermentación continua de biogás anaeróbico y el material de biomasa fermentada por lotes anaeróbico obtenido de la fermentación por lotes se combinan y utilizan como sustrato para el cultivo de una o más especies fúngicas.In an embodiment according to the present disclosure, the continuous anaerobic biogas fermentation generates a fermented degassed biomass material suitable for use as a substrate to grow one or more fungal species, and the fermented and degassed biomass material obtained from the continuous anaerobic biogas fermentation and the Anaerobic batch fermented biomass material obtained from batch fermentation are combined and used as a substrate for the cultivation of one or more fungal species.
Los materiales de biomasa adicionales según la divulgación están en una realización según la presente divulgación, cualquier material de biomasa de desechos orgánicos y en una realización según la presente divulgación seleccionada de materiales de biomasa de desechos orgánicos y estiércol de animales domésticos, incluyendo cerdos, ganado, y especies de aves domésticas.Additional biomass materials according to the disclosure are in an embodiment according to the present disclosure, any biomass material from organic waste and in an embodiment according to the present disclosure selected from biomass materials from organic waste and manure from domestic animals, including pigs, livestock , and species of domestic birds.
BasidiomicetoBasidiomycete
Las células y/o esporas de basidiomicetos, basidiomicetos y basidiomicetos se usan indistintamente en el presente documento.The cells and / or spores of basidiomycetes, basidiomycetes and basidiomycetes are used interchangeably herein.
Muchos organismos fúngicos, incluidos los basidiomicetos, producen y secretan enzimas extracelulares capaces de degradar o digerir los constituyentes de nutrientes macromoleculares comprendidos en el sustrato sólido fibroso, que incluyen celulosa, hemicelulosa, lignina y lignocelulosa.Many fungal organisms, including basidiomycetes, produce and secrete extracellular enzymes capable of degrading or digesting the constituents of macromolecular nutrients comprised in the fibrous solid substrate, which include cellulose, hemicellulose, lignin and lignocellulose.
Por lo tanto, al realizar, secuencialmente en cualquier orden, las fermentaciones anaerobias de biogás y los métodos de cultivo de basidiomicetos que usan una fracción sólida fibrosa de la biomasa gastada como sustrato para el cultivo de basidiomicetos, los constituyentes de nutrientes macromoleculares presentes en un material de biomasa pueden ser más eficientemente utilizado.Therefore, by sequentially performing, in any order, anaerobic biogas fermentations and basidiomycete culture methods that use a fibrous solid fraction of spent biomass as a substrate for basidiomycete culture, the constituents of macromolecular nutrients present in a Biomass material can be more efficiently used.
La digestión por enzimas basidiomicetos extracelulares de dichos constituyentes de nutrientes macromoleculares da como resultado una hidrólisis y/u oxidación de al menos parte de dichos constituyentes macromoleculares. En una realización según la presente divulgación, dicha hidrólisis y/u oxidación de al menos parte dichos componentes macromoleculares generan un sustrato fungoso gastado capaz de ser fermentado por organismos microbianos involucrados en una o más etapas de una fermentación de biogás. En una realización según la presente divulgación, dichos organismos microbianos implicados en dichas una o más etapas de una fermentación de biogás metabolizan los productos de hidrólisis y/u oxidación resultantes de la hidrólisis y/u oxidación de dichos constituyentes macromoleculares.Digestion by extracellular basidiomycete enzymes of said macromolecular nutrient constituents results in hydrolysis and / or oxidation of at least part of said macromolecular constituents. In an embodiment according to the present disclosure, said hydrolysis and / or oxidation of at least part said macromolecular components generate a spent fungus substrate capable of being fermented by microbial organisms involved in one or more stages of a biogas fermentation. In an embodiment according to the present disclosure, said microbial organisms involved in said one or more stages of a biogas fermentation metabolize the hydrolysis and / or oxidation products resulting from the hydrolysis and / or oxidation of said macromolecular constituents.
Los organismos fúngicos adecuados según la divulgación comprenden organismos que constituyen el filo Basidiomycota del reino Hongos, o, en esquemas de clasificación más antiguos, la clase Basidiomicetos del reino Plantae, es decir, organismos fúngicos caracterizados por portar las esporas en un basidio, incluidos los hongos comestibles.Suitable fungal organisms according to the disclosure comprise organisms that constitute the Basidiomycota edge of the Fungi kingdom, or, in older classification schemes, the Basidiomycetes class of the Plantae kingdom, that is, fungal organisms characterized by carrying the spores in a basidium, including edible mushrooms
En una realización según la presente divulgación, los Basidiomicetos se seleccionan del grupo de Basidiomicetos que pertenecen a cualquiera de las subclases de Agaricomycetidae, Exobasidiomycetidae, Tremellomycetidae y Ustilaginomycetidae, en donde dicho basidiomiceto es capaz de degradar o digerir componentes nutritivos macromoleculares que incluyen celulosa, hemicelulosa, lignina y lignocelulosa.In one embodiment according to the present disclosure, the Basidiomycetes are selected from the group of Basidiomycetes belonging to any of the subclasses of Agaricomycetidae, Exobasidiomycetidae, Tremellomycetidae and Ustilaginomycetidae, wherein said basidiomycete is capable of degrading or digesting nutrient components that include cellulose components , lignin and lignocellulose.
Las células de basidiomiceto preferidas son aquellas que son comestibles, en una realización según la presente divulgación que incluye un hongo o célula fúngica seleccionada de los géneros de Agaricus, Lentinula (Lentinus), Flammulina, Pleurotus; y Lyophyllum. En una realización según la presente divulgación, la célula de Basidiomiceto se selecciona de la especie de Lentinula (Lentinus) edodes (shiitake); especies de Agaricus comestibles (por ejemplo, Agaricus bisporus, Agaricus campestris, Agaricus subrufescens), Flammulina velutipes (Enokitake), Pleurotus eryngii (Eryngii), Pleurotus ostreatus; y Shimeji (p. ej., Lyophyllum shimejl, Buna-shimeji, Bunapi-shimeji, Hatake-shimeji, shirotamogidake, velvet pioppino).Preferred basidiomycete cells are those that are edible, in an embodiment according to the present disclosure that includes a fungus or fungal cell selected from the genera of Agaricus, Lentinula (Lentinus), Flammulina, Pleurotus; and Lyophyllum. In one embodiment according to the present disclosure, the Basidiomycete cell is selected from the species of Lentinula (Lentinus) edodes (shiitake); Edible Agaricus species (for example, Agaricus bisporus, Agaricus campestris, Agaricus subrufescens), Flammulina velutipes (Enokitake), Pleurotus eryngii (Eryngii), Pleurotus ostreatus; and Shimeji (eg, Lyophyllum shimejl, Buna-shimeji, Bunapi-shimeji, Hatake-shimeji, shirotamogidake, velvet pioppino).
El cultivo de la célula de basidiomiceto en una realización según la presente divulgación tiene lugar a una temperatura de 15 °C a 35 °C, por ejemplo 15 °C a 17 °C, tal como 17 °C a 20 °C, por ejemplo 20 °C a 22 °C, como 22 °C a 25 °C, por ejemplo 25 °C a 30 °C, como 30 °C a 35 °C. El cultivo de la célula de basidiomiceto en una realización según la presente divulgación tiene lugar en un sustrato sólido fibroso que tiene un contenido de humedad del 50% en masa al 70% en masa, tal como un contenido de humedad de aproximadamente el 60% en masa.The culture of the basidiomycete cell in an embodiment according to the present disclosure takes place at a temperature of 15 ° C to 35 ° C, for example 15 ° C to 17 ° C, such as 17 ° C to 20 ° C, for example 20 ° C to 22 ° C, such as 22 ° C to 25 ° C, for example 25 ° C to 30 ° C, such as 30 ° C to 35 ° C. The culture of the basidiomycete cell in an embodiment according to the present disclosure takes place in a fibrous solid substrate having a moisture content of 50% by mass to 70% by mass, such as a moisture content of approximately 60% in mass.
Se pueden seguir los protocolos de cultivo fúngicos convencionales siempre que el sustrato para el cultivo sea un sustrato sólido fibroso aislado de un material de biomasa gastado, al menos parcialmente desgasificado, después de la fermentación anaerobia de biogás. Conventional fungal culture protocols can be followed as long as the substrate for cultivation is a fibrous solid substrate isolated from a spent biomass material, at least partially degassed, after anaerobic fermentation of biogas.
Componentes nutritivos macromolecularesMacromolecular Nutrient Components
El sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar células de Basidiomiceto en una realización preferida según la presente divulgación comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa, lignina y lignocelulosa. El sustrato sólido fibroso en una realización según la presente divulgación comprende más de un constituyente macromolecular, tal como dos o tres constituyentes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, hemicelulosa y lignina.The fibrous solid substrate suitable for culturing Basidiomycete cells in a preferred embodiment according to the present disclosure comprises one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose, lignin and lignocellulose. The fibrous solid substrate in an embodiment according to the present disclosure comprises more than one macromolecular constituent, such as two or three macromolecular constituents selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose and lignin.
Los constituyentes de nutrientes macromoleculares son difíciles de digerir para los organismos microbianos tales como las bacterias anaerobias involucradas en una o más etapas de una fermentación anaerobia y producción de biogás.The constituents of macromolecular nutrients are difficult to digest for microbial organisms such as anaerobic bacteria involved in one or more stages of anaerobic fermentation and biogas production.
La lignocelulosa en forma de material de biomasa de alimentación comprende celulosa, hemicelulosa y lignina como constituyentes macromoleculares y el material que contiene lignocelulosa o lignocelulosa es un ejemplo según la presente divulgación de un material de biomasa utilizado para la producción de biogás.Lignocellulose in the form of feed biomass material comprises cellulose, hemicellulose and lignin as macromolecular constituents and the material containing lignocellulose or lignocellulose is an example according to the present disclosure of a biomass material used for the production of biogas.
Las primeras etapas de una fermentación de biogás incluyen una etapa inicial de hidrólisis de constituyentes de nutrientes macromoleculares en sus constituyentes básicos, o en constituyentes de nutrientes que pueden ser metabolizados y fermentados más fácilmente por los organismos microbianos involucrados en una o más etapas de una fermentación anaeróbica y en la producción de biogás. El metabolismo de los constituyentes de nutrientes es esencial para la producción de biogás ya que no se pueden realizar actividades microbianas fermentables y generadoras de energía en ausencia de dicho metabolismo.The first stages of a biogas fermentation include an initial stage of hydrolysis of macromolecular nutrient constituents in their basic constituents, or in nutrient constituents that can be more easily metabolized and fermented by the microbial organisms involved in one or more stages of a fermentation. anaerobic and biogas production. The metabolism of nutrient constituents is essential for the production of biogas since fermentable and energy-generating microbial activities cannot be performed in the absence of said metabolism.
Es un desafío particular durante una fermentación de biogás anaeróbico que no, o que se produzca una hidrólisis insuficiente de los constituyentes de nutrientes macromoleculares en sus constituyentes básicos, o en constituyentes de nutrientes que puedan ser metabolizados y fermentados más fácilmente por los organismos microbianos involucrados en uno o más etapas de una fermentación anaerobia y producción de biogás. Por consiguiente, el sustrato sólido fibroso según la presente divulgación comprende uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares que son difíciles, si no imposibles, para muchos organismos microbianos involucrados en una o más etapas de fermentación anaerobia y producción de biogás para digerir.It is a particular challenge during an anaerobic biogas fermentation that does not occur, or that insufficient hydrolysis of macromolecular nutrient constituents occurs in their basic constituents, or in nutrient constituents that can be more easily metabolized and fermented by the microbial organisms involved in one or more stages of an anaerobic fermentation and biogas production. Accordingly, the fibrous solid substrate according to the present disclosure comprises one or more constituents of macromolecular nutrients that are difficult, if not impossible, for many microbial organisms involved in one or more stages of anaerobic fermentation and biogas production to digest.
La falta general de hidrólisis de dichos componentes macromoleculares, que incluyen celulosa, hemicelulosa y lignina, por parte de bacterias metanogénicas y otras bacterias anaerobias implicadas en la producción de biogás en condiciones de fermentación anaerobia, dará como resultado que dichos componentes macromoleculares estén presentes durante una fermentación anaerobia de biogás durante una o más etapas de la fermentación anaerobia de biogás, incluidas las etapas seleccionadas de acidogénesis, acetogénesis y metanogénesis.The general lack of hydrolysis of said macromolecular components, including cellulose, hemicellulose and lignin, by methanogenic bacteria and other anaerobic bacteria involved in the production of biogas under anaerobic fermentation conditions, will result in said macromolecular components being present during a Anaerobic fermentation of biogas during one or more stages of anaerobic fermentation of biogas, including selected stages of acidogenesis, acetogenesis and methanogenesis.
En una realización según la presente divulgación, el sustrato sólido fibroso adecuado para cultivar fúngicos tales como células de Basidiomiceto que comprenden uno o más constituyentes de nutrientes macromoleculares seleccionados del grupo que consiste en celulosa, lignina de hemicelulosa y lignocelulosa son digeridos al menos en parte por el cultivo de células fúngicas, dejando un sustrato fúngico gastado que, opcionalmente suplementado con más biomasa, se puede utilizar como alimentación para una nueva ronda de fermentación anaerobia y producción de biogás.In one embodiment according to the present disclosure, the fibrous solid substrate suitable for culturing fungi such as Basidiomycete cells comprising one or more constituents of macromolecular nutrients selected from the group consisting of cellulose, hemicellulose lignin and lignocellulose are digested at least in part by fungal cell culture, leaving a spent fungal substrate that, optionally supplemented with more biomass, can be used as feed for a new round of anaerobic fermentation and biogas production.
Métodos para el pretratamiento de los materiales de biomasa antes de la fermentación anaerobiaMethods for pretreatment of biomass materials before anaerobic fermentation
Los constituyentes macromoleculares citados anteriormente pueden degradar enzimáticamente así como por tratamientos mecánicos y/o químicos de materiales de biomasa que contienen dichos constituyentes macromoleculares antes de la fermentación anaeróbica de los mismos.The macromolecular constituents cited above can degrade enzymatically as well as by mechanical and / or chemical treatments of biomass materials containing said macromolecular constituents before anaerobic fermentation thereof.
En una realización según la presente divulgación, un material de biomasa según la presente divulgación se somete a uno o más pasos de procesamiento de pretratamiento de cualquier manera o combinación adecuada antes de realizar una fermentación anaeróbica en el material de biomasa pretratado.In one embodiment according to the present disclosure, a biomass material according to the present disclosure is subjected to one or more pretreatment processing steps in any suitable manner or combination before performing anaerobic fermentation in the pretreated biomass material.
El pretratamiento se realiza en una realización según la presente divulgación antes de la hidrólisis enzimática y/u oxidación de los componentes del biomaterial que forman parte del biomaterial, y en otra realización según la presente divulgación al mismo tiempo que se produce hidrólisis enzimática y/u oxidación.Pretreatment is carried out in one embodiment according to the present disclosure before enzymatic hydrolysis and / or oxidation of the biomaterial components that are part of the biomaterial, and in another embodiment according to the present disclosure at the same time that enzymatic hydrolysis and / or oxidation.
La hidrólisis enzimática y/u oxidación se cataliza en una realización según la presente divulgación catalizada por organismos microbianos endógenos presentes en el biomaterial para ser sometidos a fermentación anaerobia. En otra realización según la presente divulgación, las enzimas se añaden de manera exógena, por ejemplo, como enzimas a granel producidas por un productor de enzimas industriales. En una realización según la presente divulgación, el organismo microbiano es Basidiomicetos.Enzymatic hydrolysis and / or oxidation is catalyzed in an embodiment according to the present disclosure catalyzed by endogenous microbial organisms present in the biomaterial to be subjected to anaerobic fermentation. In Another embodiment according to the present disclosure, enzymes are added exogenously, for example, as bulk enzymes produced by a producer of industrial enzymes. In one embodiment according to the present disclosure, the microbial organism is Basidiomycetes.
Un pretratamiento según la divulgación en una realización según la presente divulgación reduce el tamaño de los sólidos y constituyentes macromoleculares que forman el material de biomasa. El pretratamiento aumenta o complementa al índice de hidrólisis de los materiales de biomasa antes o durante la fermentación anaerobia de biogás. Un pretratamiento según la divulgación en una realización según la presente divulgación promueve la separación y/o liberación de celulosa, hemicelulosa y/o lignina.A pretreatment according to the disclosure in an embodiment according to the present disclosure reduces the size of the macromolecular solids and constituents that form the biomass material. Pretreatment increases or complements the hydrolysis rate of biomass materials before or during anaerobic biogas fermentation. A pretreatment according to the disclosure in an embodiment according to the present disclosure promotes the separation and / or release of cellulose, hemicellulose and / or lignin.
Los procesos de pretratamiento, tales como oxidación húmeda, explosión de vapor y etapas de pretratamiento alcalino, se dirigirán preferiblemente a la lignina, mientras que el ácido diluido y la auto-hidrólisis se dirigirán preferiblemente a materiales que contienen hemicelulosa.Pretreatment processes, such as wet oxidation, steam explosion and alkaline pretreatment steps, will preferably be directed to lignin, while diluted acid and self-hydrolysis will preferably be directed to materials containing hemicellulose.
La etapa de pretratamiento es, en una realización, según la presente divulgación, una etapa de pretratamiento convencional que usa técnicas bien conocidas en la técnica. En una realización según la presente divulgación, el pretratamiento tiene lugar en una suspensión de material que contiene lignocelulosa y agua. El material que contiene lignocelulosa durante el pretratamiento está en una realización según la presente divulgación, se presenta en una cantidad entre 10-80% en peso, tal como 10-20% en peso, por ejemplo 20-30% en peso, como 30-40% en peso, por ejemplo 40-50% en peso, como 50-60% en peso, por ejemplo 60-70% en peso, como 70-80% en peso, como alrededor del 50% en peso.The pretreatment stage is, in one embodiment, according to the present disclosure, a conventional pretreatment stage using techniques well known in the art. In one embodiment according to the present disclosure, the pretreatment takes place in a suspension of material containing lignocellulose and water. The lignocellulose-containing material during pretreatment is in an embodiment according to the present disclosure, it is presented in an amount between 10-80% by weight, such as 10-20% by weight, for example 20-30% by weight, such as 30 -40% by weight, for example 40-50% by weight, such as 50-60% by weight, for example 60-70% by weight, as 70-80% by weight, as about 50% by weight.
El material de biomasa o el material que contiene lignocelulosa según la divulgación se realiza en una realización según la presente divulgación, pretratada química, mecánica y/o biológicamente antes, antes y durante o durante la hidrólisis o fermentación. El pretratamiento mecánico puede realizarse solo o combinado con procesos de pretratamiento químico o biológicoThe biomass material or lignocellulose containing material according to the disclosure is made in an embodiment according to the present disclosure, chemically, mechanically and / or biologically pretreated before, before and during or during hydrolysis or fermentation. Mechanical pretreatment can be performed alone or in combination with chemical or biological pretreatment processes
El material de biomasa pretratado preferiblemente tiene un valor de pH neutro a básico antes de la fermentación anaeróbica/cuando se agrega al digestor de biogás. Una biomasa ácida puede ralentizar o complicar el proceso de conversión de biogás debido a la inhibición de microorganismos metanogénicos. El valor de pH de la biomasa que ingresa al digestor anaeróbico es preferiblemente entre 7 y 10, tal como de 7,2 a 10; por ejemplo de 7,4 a 10, tal como de 7,6 a 10, por ejemplo de 7,8 a 10, tal como de aproximadamente 8 a 10, por ejemplo alrededor de pH 8,5. El pH puede ajustarse usando NaOH, Na2CO3, NaHCO3, Ca(OH)2, hidrato de cal de CaO, amoniaco y/o KOH o similares.The pretreated biomass material preferably has a neutral to basic pH value before anaerobic fermentation / when added to the biogas digester. An acidic biomass can slow down or complicate the biogas conversion process due to the inhibition of methanogenic microorganisms. The pH value of the biomass entering the anaerobic digester is preferably between 7 and 10, such as 7.2 to 10; for example 7.4 to 10, such as 7.6 to 10, for example 7.8 to 10, such as about 8 to 10, for example about pH 8.5. The pH can be adjusted using NaOH, Na2CO3, NaHCO3, Ca (OH) 2, CaO lime hydrate, ammonia and / or KOH or the like.
En una realización según la presente divulgación, el pretratamiento incluye someter un material de biomasa a tratamiento termoquímico en una olla a presión de cal. El pretratamiento de cocción a presión descompone las estructuras macromoleculares complejas del material de biomasa y también contribuye y extrae el amoníaco de la biomasa.In one embodiment according to the present disclosure, the pretreatment includes subjecting a biomass material to thermochemical treatment in a lime pressure cooker. Pressure cooking pretreatment breaks down the complex macromolecular structures of the biomass material and also contributes and extracts the ammonia from the biomass.
En otra realización según la presente divulgación, en lugar de o además de una etapa de pretratamiento termoquímico, el material de biomasa puede someterse a una prefermentación en los prefermentadores con extracción de N.In another embodiment according to the present disclosure, instead of or in addition to a thermochemical pretreatment step, the biomass material can be subjected to a pre-fermentation in the pre-fermenters with N extraction.
P retratam iento quím icoP chemical retreat
En una realización según la presente divulgación, un material de biomasa según la presente divulgación se somete a una o más etapas de pretratamiento químico.In an embodiment according to the present disclosure, a biomass material according to the present disclosure is subjected to one or more chemical pretreatment steps.
Un pretratamiento químico incluye tratamiento con; por ejemplo, ácido diluido, cal, hidrato de cal, alcalino, NaOH, Na2CO3, NaHCO3, Ca(OH)2, solvente orgánico, solvente de celulosa, amoníaco, KOH, dióxido de azufre, dióxido de carbono, hidrólisis enzimática. Los procesos de pretratamiento con amoníaco se describen, por ejemplo, en WO 2006/110891, WO 2006/11899, WO 2006/11900, WO 2006/110901.A chemical pretreatment includes treatment with; for example, diluted acid, lime, lime hydrate, alkaline, NaOH, Na2CO3, NaHCO3, Ca (OH) 2, organic solvent, cellulose solvent, ammonia, KOH, sulfur dioxide, carbon dioxide, enzymatic hydrolysis. Pretreatment processes with ammonia are described, for example, in WO 2006/110891, WO 2006/11899, WO 2006/11900, WO 2006/110901.
Además, la oxidación húmeda y la hidrotermólisis controlada por pH también se consideran pretratamiento químico. Las técnicas de oxidación húmeda implican el uso de agentes oxidantes, tales como: agentes oxidantes a base de sulfito o similares. Los ejemplos de pretratamientos con solventes incluyen el tratamiento con DMSO (dimetilsulfóxido) o similares. Otros ejemplos de procesos de pretratamiento adecuados son descritos por Schell et al. (2003) Appl. Bioquímica y biotecnología. Vol. 105-108, pág.69-85, y Mosier et al. Bioresource Technology 96 (2005) 673-686, y publicación estadounidense No. 2002/0164730. In addition, wet oxidation and pH controlled hydrotermolysis are also considered chemical pretreatment. Wet oxidation techniques involve the use of oxidizing agents, such as: sulphite-based oxidizing agents or the like. Examples of solvent pretreatments include treatment with DMSO (dimethylsulfoxide) or the like. Other examples of suitable pretreatment processes are described by Schell et al. (2003) Appl. Biochemistry and biotechnology. Vol. 105-108, p. 69-85, and Mosier et al. Bioresource Technology 96 (2005) 673-686, and U.S. Publication No. 2002/0164730.
Pretratamiento mecánicoMechanical pretreatment
En una realización según la presente divulgación, un material de biomasa según la presente divulgación se somete a una o más etapas de pretratamiento mecánico, u homogeneización.In an embodiment according to the present disclosure, a biomass material according to the present disclosure is subjected to one or more stages of mechanical pretreatment, or homogenization.
El término “pretratamiento mecánico” se refiere a cualquier pretratamiento mecánico (o físico) que promueve la separación y/o liberación de celulosa, hemicelulosa y/o lignina del material que contiene lignocelulosa. Por ejemplo, el pretratamiento mecánico incluye varios tipos de fresado, irradiación, vaporización/explosión de vapor e hidrotermólisis.The term "mechanical pretreatment" refers to any mechanical (or physical) pretreatment that promotes the separation and / or release of cellulose, hemicellulose and / or lignin from the lignocellulose containing material. For example, mechanical pretreatment includes various types of milling, irradiation, vaporization / vapor explosion and hydrotermolysis.
El pretratamiento mecánico incluye trituración (reducción mecánica del tamaño). La trituración incluye molienda en seco, molienda en húmedo, molienda y molienda de bolas vibratorias. El pretratamiento mecánico puede implicar alta presión y/o alta temperatura (explosión de vapor). En una realización según la presente divulgación, alta presión significa presión en el intervalo de 300 a 600 psi, preferiblemente de 400 a 500 psi, tal como alrededor de 450 psi. En una realización según la presente divulgación, temperatura alta significa temperaturas en el intervalo de aproximadamente 100 a 300 °C., preferiblemente de aproximadamente 140 a 235 °C. En una realización preferida según la presente divulgación, el pretratamiento mecánico se lleva a cabo como un proceso por lotes, en un sistema hidrolizador de pistola de vapor que usa alta presión y alta temperatura como se definió anteriormente. Se puede utilizar un hidrolizador de sonidos (disponible en Sunds Defibrator AB (Suecia)).Mechanical pretreatment includes crushing (mechanical size reduction). Crushing includes dry grinding, wet grinding, grinding and grinding of vibrating balls. Mechanical pretreatment may involve high pressure and / or high temperature (steam explosion). In one embodiment according to the present disclosure, high pressure means pressure in the range of 300 to 600 psi, preferably 400 to 500 psi, such as about 450 psi. In one embodiment according to the present disclosure, high temperature means temperatures in the range of about 100 to 300 ° C., Preferably about 140 to 235 ° C. In a preferred embodiment according to the present disclosure, mechanical pretreatment is carried out as a batch process, in a steam gun hydrolyzer system that uses high pressure and high temperature as defined above. A sound hydrolyzer (available in Sunds Defibrator AB (Sweden)) can be used.
En una realización según la presente divulgación, el material que contiene lignocelulosa se somete a un pretratamiento de irradiación. El término “pretratamiento de irradiación” se refiere a cualquier pretratamiento por microondas, por ejemplo, según lo descrito por Zhu et al. “Producción de etanol a partir de paja de trigo pretratada con álcali asistida por microondas” en Process Biochemistry 41 (2006) 869-873 o pretratamiento ultrasónico, por ejemplo, como se describe, por ejemplo, Li et al. “Un estudio cinético sobre la hidrólisis enzimática de una variedad de pulpas para su mejora con irradiación ultrasónica continua”, en Biochemical Engineering Journal 19 (2004) 155 164.In one embodiment according to the present disclosure, the lignocellulose containing material is subjected to irradiation pretreatment. The term "irradiation pretreatment" refers to any microwave pretreatment, for example, as described by Zhu et al. "Ethanol production from wheat straw pretreated with microwave-assisted alkali" in Process Biochemistry 41 (2006) 869-873 or ultrasonic pretreatment, for example, as described, for example, Li et al. "A kinetic study on the enzymatic hydrolysis of a variety of pulps for improvement with continuous ultrasonic irradiation", in Biochemical Engineering Journal 19 (2004) 155 164.
En una realización según la presente divulgación, el material que contiene lignocelulosa se somete a un pretratamiento químico y mecánico. Por ejemplo, la etapa de pretratamiento puede implicar un tratamiento ácido diluido o suave y un tratamiento a alta temperatura y/o presión. Los pretratamientos químicos y mecánicos pueden llevarse a cabo de forma secuencial o simultánea, según se desee.In one embodiment according to the present disclosure, the lignocellulose containing material is subjected to a chemical and mechanical pretreatment. For example, the pretreatment stage may involve a dilute or mild acid treatment and a high temperature and / or pressure treatment. Chemical and mechanical pretreatments can be carried out sequentially or simultaneously, as desired.
En una realización según la presente divulgación, el pretratamiento se lleva a cabo como una etapa de explosión de vapor de ácido diluido y/o suave. En otra realización preferida según la presente divulgación, el pretratamiento se lleva a cabo como una explosión de fibra de amoniaco (o etapa de pretratamiento de AFEX).In one embodiment according to the present disclosure, the pretreatment is carried out as a vapor explosion stage of diluted and / or mild acid. In another preferred embodiment according to the present disclosure, the pretreatment is carried out as an explosion of ammonia fiber (or AFEX pretreatment step).
En otra realización más según la presente divulgación, se agrega una base al material que contiene lignocelulosa o la suspensión antes o mientras se está homogeneizando; preferiblemente la base es NaOH, Na2CO3, NaHCO3, Ca(OH)2, hidrato de cal, amoníaco y/o KOH o similares.In yet another embodiment according to the present disclosure, a base is added to the lignocellulose containing material or the suspension before or while it is being homogenized; preferably the base is NaOH, Na2CO3, NaHCO3, Ca (OH) 2, lime hydrate, ammonia and / or KOH or the like.
Pretratamiento biológicoBiological pretreatment
En una realización según la presente divulgación, un material de biomasa según la presente divulgación se somete a una o más etapas de pretratamiento biológico. El término “pretratamiento biológico” se refiere a cualquier pretratamiento biológico que promueve la separación y/o liberación de celulosa, hemicelulosa y/o lignina del material que contiene lignocelulosa.In an embodiment according to the present disclosure, a biomass material according to the present disclosure is subjected to one or more stages of biological pretreatment. The term "biological pretreatment" refers to any biological pretreatment that promotes the separation and / or release of cellulose, hemicellulose and / or lignin from the lignocellulose containing material.
En una realización según la presente divulgación, la técnica de pretratamiento biológico implica la aplicación de microorganismos solubilizadores de lignina.In one embodiment according to the present disclosure, the biological pretreatment technique involves the application of lignin solubilizing microorganisms.
Pretratamiento enzimáticoEnzymatic Pretreatment
En una realización según la presente divulgación, un material de biomasa según la presente divulgación se somete a una o más etapas de pretratamiento enzimático. Antes de que el material que contiene lignocelulosa pretratado se fermente, preferiblemente puede hidrolizarse enzimáticamente para descomponer especialmente hemicelulosa y/o celulosa en azúcares fermentables.In an embodiment according to the present disclosure, a biomass material according to the present disclosure is subjected to one or more stages of enzymatic pretreatment. Before the pretreated lignocellulose containing material is fermented, it can preferably be enzymatically hydrolyzed to decompose especially hemicellulose and / or cellulose into fermentable sugars.
Según la divulgación, la hidrólisis enzimática se realiza en varias etapas. El material que contiene lignocelulosa a hidrolizar en una realización según la presente divulgación constituye más del 2,5% en peso de DS (sólidos secos), preferiblemente más del 5% en peso de DS, preferiblemente más del 10% en peso de D s , preferiblemente más del 15 % en peso de DS, preferiblemente superior a 20% en peso de DS, más preferiblemente superior a 25% en peso de DS del lodo de la etapa a).According to the disclosure, enzymatic hydrolysis is carried out in several stages. The material containing lignocellulose a Hydrolyzing in one embodiment according to the present disclosure constitutes more than 2.5% by weight of DS (dry solids), preferably more than 5% by weight of DS, preferably more than 10% by weight of D s, preferably more than 15% by weight of DS, preferably greater than 20% by weight of DS, more preferably greater than 25% by weight of DS of the sludge of step a).
En una realización según la presente divulgación, el material que contiene lignocelulosa se somete a la acción de una o más actividades enzimáticas de enzimas seleccionadas del grupo que consiste en una enzima amilolítica (amilasa), una enzima lipolítica (lipasa), un enzima proteolítica (proteasa), una hemicelulasa, una enzima pectinolítica (pectinasa), una enzima celulolítica (celulasa), una oxidorreductasa y una enzima que degrada la pared celular de la planta.In one embodiment according to the present disclosure, the lignocellulose-containing material is subjected to the action of one or more enzymatic activities of enzymes selected from the group consisting of an amylolytic enzyme (amylase), a lipolytic enzyme (lipase), a proteolytic enzyme ( protease), a hemicellulase, a pectinolytic enzyme (pectinase), a cellulolytic enzyme (cellulase), an oxidoreductase and an enzyme that degrades the plant cell wall.
En una realización según la presente divulgación, la una o más enzimas para el pretratamiento enzimático se selecciona del grupo que consiste en aminopeptidasa, alfa-amilasa, amiloglucosidasa, arabinofuranosidasa, arabinoxilanasa, beta-glucanasa, carbohidrasa, carboxipeptidasa, catalasa, celobiohidrolasa, celulasa, quitinasa, cutinasa, ciclodextrina glicosiltransferasa, esterasa de ácido ferúlico, desoxirribonucleasa, endo-celulasa, endoglucanasa, endo-xilanasa, esterasa, galactosidasa, beta-galactosidasa, glucoamilasa, halogenasa de glucosa, halogenasa, invertosa, glucosidasa, glucosa oxidasa, halogenasa, isomerasa, lacasa, ligasa, lipasa, liasa, mananasa, manasa, manosidasa, oxidasa, pectato liasa, pectina liasa, pectina trans-eliminasa, pectina etilterasa, pectina metilesterasa, enzima pectinolítica, peroxidasa, proteasa, fitasa, polifloxidasa, polifloxidasa, fenoloxidasa, enzima proteolítica, rhamnogalacturonan liasa, rhamnoglucanase rhamnogalacturonase, ribonucleasa, SPS-ase, transferasa, transglutaminasa, xilanasa y xiloglucanasa.In one embodiment according to the present disclosure, the one or more enzymes for enzymatic pretreatment is selected from the group consisting of aminopeptidase, alpha-amylase, amyloglucosidase, arabinofuranosidase, arabinoxylanasa, beta-glucanase, carbohydrase, carboxy peptidase, catalase, cellobiohydrolase, cellula chitinase, cutinase, cyclodextrin glycosyltransferase, ferulic acid esterase, deoxyribonuclease, endo-cellulase, endoglucanase, endo-xylanase, esterase, galactosidase, beta-galactosidase, glucoamylase, glucose halogenase, halogenase, invertosa, glucosidase oxidase, glucosidase oxidase , lacasa, ligase, lipase, lyase, mannanase, manase, mannosidase, oxidase, pectate lyase, pectin lyase, pectin trans-eliminase, pectin ethylterase, pectin methylesterase, pectinolytic enzyme, peroxidase, protease, phytase, polyphloxidase, polyphloxidase enzyme proteolytic, rhamnogalacturonan liasa, rhamnoglucanase rhamnogalacturonase, ribonuclease, SPS- ase, transferase, transglutaminase, xylanase and xyloglucanase.
Las actividades enzimáticas enumeradas están en una realización según la presente divulgación proporcionada por células de Basidiomiceto que producen enzimas extracelulares que tienen dichos activados, o en otra realización según la presente divulgación de otros organismos microbianos. En otra realización más según la presente divulgación, se proporcionan enzimas endógenas, por ejemplo, en una preparación enzimática a granel, por ejemplo, a un material de biomasa antes de la fermentación anaerobia de biogás.Enzymatic activities listed are in one embodiment according to the present disclosure provided by Basidiomycete cells that produce extracellular enzymes having said activates, or in another embodiment according to the present disclosure of other microbial organisms. In yet another embodiment according to the present disclosure, endogenous enzymes are provided, for example, in a bulk enzyme preparation, for example, to a biomass material before anaerobic biogas fermentation.
Se refieren las enzimas hidrolíticas, las proteasas y las oxidasas producidas por los basidiomicetos y otras especies fúngicas, ya que están presentes en el sustrato de hongo agotado que constituye un biomaterial de entrada para la fermentación pretratada y anaerobia.Hydrolytic enzymes, proteases and oxidases produced by basidiomycetes and other fungal species are referred to, since they are present in the depleted fungus substrate that constitutes an input biomaterial for pre-treated and anaerobic fermentation.
EJEMPLOSEXAMPLES
La tabla 1 muestra las características para los tipos de productos de desecho y biomasas adecuados para la producción de sustrato de hongo y la posible conversión de N orgánico en N de amoníaco si se usa como biomasa única como material de alimentación para biogás.Table 1 shows the characteristics for the types of waste products and biomass suitable for the production of fungus substrate and the possible conversion of organic N to N ammonia if used as a single biomass as a biogas feedstock.
Tipo de desecho para sustrato y contenido de N de biogás y posibles niveles de conversión de N orgánico en N de amoníacoType of waste for substrate and N content of biogas and possible levels of conversion of organic N to N of ammonia
Tipo de residuos para sustrato y Contenidos de N y posibles niveles de conversión de N orgánico bio ás en N de amoniacoType of waste for substrate and N contents and possible levels of conversion of organic organic N into ammonia N
Sustrato gastado 33,0 % 7,0 5,6 1,4 3,9 2,4 43 % 3,9 70 % 2,1 38 % Estiércol sólido deSubstrate spent 33.0% 7.0 5.6 1.4 3.9 2.4 43% 3.9 70% 2.1 38% Solid manure of
ponedoras de huevo. 40,0 % 18,9 12,3 6,6 8,6 0,0 0 % 0,0 0 % 0,0 0 % (continuación) egg layers. 40.0% 18.9 12.3 6.6 8.6 0.0 0% 0.0 0% 0.0 0% (continuation)
Estiércol sólido deSolid manure from
pollos 48,0 % 21,9 15,3 6,6 10,7 0,0 0 % 0,0 0 % 0, 0 % Cama Profunda -ganado 30,0 % 9,5 6,6 2,9 4,6 0,9 14 % 2,9 44 % 0,6 9 % Estiércol líquido -ganado 8,5 % 5,5 2,2 3,3 1,5 0,5 23 % 1,5 70 %. 0,2 9 % Rechazo de frutas y 20,0 % 6,0 4,2 verduras 1,8 2,9 2,0 48 % 2,9 70 % 1,7 40 % Biomasa extraída de chickens 48.0% 21.9 15.3 6.6 10.7 0.0 0% 0.0 0% 0, 0% Deep Bed - cattle 30.0% 9.5 6.6 2.9 4, 6 0.9 14% 2.9 44% 0.6 9% Liquid manure - cattle 8.5% 5.5 2.2 3.3 1.5 0.5 23% 1.5 70%. 0.2 9% Rejection of fruits and 20.0% 6.0 4.2 vegetables 1.8 2.9 2.0 48% 2.9 70% 1.7 40% Biomass extracted from
N 17,5 % 2,6 2,0 0,6 1,4 1,4 70 % 1,4 70 % 1,4 70 % N 17.5% 2.6 2.0 0.6 1.4 1.4 70% 1.4 70% 1.4 70%
Concentrado extraídoConcentrate extracted
de N 14,9 % 3,0 0,6 2,4 0,4 0,4 70 % 0,4 70 % 0,4 70 % Permeado extraído 2,9 % de N 1,0 0,3 0,7 0,2 0,2 70 % 0,2 70 % 0,2 70 % N-agua 0,0 % 0,1 0,0 0,1 0,0 0,0 70 % 0,0 70 % 0,0 70 % of N 14.9% 3.0 0.6 2.4 0.4 0.4 70% 0.4 70% 0.4 70% Permeate extracted 2.9% of N 1.0 0.3 0.7 0.2 0.2 70% 0.2 70% 0.2 70% N-water 0.0% 0.1 0.0 0.1 0.0 0.0 70% 0.0 70% 0.0 70%
Tabla 1Table 1
El uso del sustrato gastado en materia prima para biogás se ilustra en las tablas 2, 3 y 4.The use of the spent substrate in raw material for biogas is illustrated in Tables 2, 3 and 4.
Ejemplo 1: Sustrato gastado estiércol de huevo y gallinas y ganado biomasa extraída de N N-aguaExample 1: Substrate spent manure from eggs and chickens and livestock biomass extracted from N N-water
Sustrato gastado 30 % 33,0 % 7,0 5,6 1,4Substrate spent 30% 33.0% 7.0 5.6 1.4
Estiércol sólido deSolid manure from
ponedoras de huevo 5 % 40,0 % 18,9 12,3 6,6 egg layers 5% 40.0% 18.9 12.3 6.6
Estiércol sólido deSolid manure from
pollos 5 % 21,9 15,3 6,6 5% chickens 21.9 15.3 6.6
Cama Profunda -ganado 5 % 30,0 % 9,5 6,6 2,9Deep Bed - 5% cattle 30.0% 9.5 6.6 2.9
Estiércol líquido -ganado 25 % 8,5 % 5,5 2,2 3,3Liquid manure - cattle 25% 8.5% 5.5 2.2 3.3
Rechazo de frutas yRejection of fruits and
verduras 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0 vegetables 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Biomasa extraída de N 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0Biomass extracted from N 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Concentrado extraídoConcentrate extracted
de N 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0 of N 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Permeado extraído dePermeate extracted from
N 4 % 2,9 % 1,0 0,3 0,7 N 4% 2.9% 1.0 0.3 0.7
N-agua 26 % 0,0 % 0,1 0,0 0,1 N-water 26% 0.0% 0.1 0.0 0.1
(continuación)(continuation)
Mezcla Bio 6,1 4,0 2,1Bio mix 6.1 4.0 2.1
Tabla 2Table 2
Ejemplo 2: Sustrato gastado estiércol de huevo y ganado biomasa extraída de N N-aguaExample 2: Substrate spent egg manure and cattle biomass extracted from N N-water
Sustrato gastado 30 % 33,0 % 7,0 5,6 1,4Substrate spent 30% 33.0% 7.0 5.6 1.4
Estiércol sólido deSolid manure from
ponedoras de huevo 10 % 40,0 % 18,9 12,3 6,6 egg layers 10% 40.0% 18.9 12.3 6.6
Estiércol sólido de pollos 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0Solid chicken manure 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Cama Profunda - ganado 5 % 30,0 % 9,5 6,6 2,9Deep Bed - 5% cattle 30.0% 9.5 6.6 2.9
Estiércol líquido - ganado 25 % 8,5 % 5,5 2,2 3,3Liquid manure - cattle 25% 8.5% 5.5 2.2 3.3
Rechazo de frutas yRejection of fruits and
verduras 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0 vegetables 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Biomasa extraída de N 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0Biomass extracted from N 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Concentrado extraído de 0 % 0,0 % 0,0 0,0 N 0,0Concentrate extracted from 0% 0.0% 0.0 0.0 N 0.0
Permeado extraído de N 15 % 2,9 % 1,0 0,3 0,7Permeate extracted from N 15% 2.9% 1.0 0.3 0.7
N-agua 15 % 0,0 % 0,1 0,0 0,1N-water 15% 0.0% 0.1 0.0 0.1
Mezcla Bio 100 % 18,0 % 6,0 3,8 2,2Bio Mix 100% 18.0% 6.0 3.8 2.2
(continuación)(continuation)
Tabla 3Table 3
Ejemplo 3: Sustrato gastado estiércol de huevo desperdicios de frutas y verduras biomasa extraída de N agua de NExample 3: Substrate spent egg manure waste of fruits and vegetables biomass extracted from N water from N
Sustrato gastado 30 % 33,0 % 7,0 5,6 1,4Substrate spent 30% 33.0% 7.0 5.6 1.4
Estiércol sólido deSolid manure from
ponedoras de huevo 12 % 40,0 % 18,9 12,3 6,6 egg layers 12% 40.0% 18.9 12.3 6.6
Estiércol sólido deSolid manure from
pollos 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0 chickens 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Cama Profunda -do 0 % 0,0 gana % 0,0 0,0 0,0Deep bed - do 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0 Wins
Estiércol líquido-ganado 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0Liquid manure-cattle 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Rechazo de frutas yRejection of fruits and
verduras 15 % 20,0 % 6,0 4,2 1,8 vegetables 15% 20.0% 6.0 4.2 1.8
Biomasa extraída de N 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0Biomass extracted from N 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Concentrado extraídoConcentrate extracted
de N 0 % 0,0 % 0,0 0,0 0,0 of N 0% 0.0% 0.0 0.0 0.0
Permeado extraído de N 10 % 2,9 % 1,0 0,3 0,7Permeate extracted from N 10% 2.9% 1.0 0.3 0.7
N-agua 33 % 0,0 % 0,1 0,0 0,1N-water 33% 0.0% 0.1 0.0 0.1
Mezcla Bio 100 % 18,0 % 5,4 3,8 1,6Bio Mix 100% 18.0% 5.4 3.8 1.6
Tabla 4Table 4
En los ejemplos 1 y 2, las ventajas vinculadas a la presente divulgación son claramente visibles. Sin reciclar el permeado extraído de N y la dilución con N-agua de la absorción de N, la mezcla de la materia prima tendrá un nivel inhibitorio de NH4+-N antes de ingresar a los digestores anaeróbicos. En ausencia de extracción de N, habría que mezclar materiales orgánicos con alto contenido de N con materiales orgánicos con bajo contenido de N, es decir, agregar materiales orgánicos con alto contenido de N en pequeñas porciones a una mezcla de materiales orgánicos para fermentar.In examples 1 and 2, the advantages linked to the present disclosure are clearly visible. Without recycling the permeate extracted from N and the dilution with N-water of the absorption of N, the mixture of the raw material will have a level NH4 + -N inhibitor before entering anaerobic digesters. In the absence of N extraction, organic materials with a high content of N should be mixed with organic materials with a low content of N, that is, organic materials with a high content of N are added in small portions to a mixture of organic materials for fermentation.
La fermentación anaeróbica que resulta en la producción de biogás es seguida por uno o más pasos de procesamiento destinados a la extracción del amoníaco de N del material orgánico después de la producción de biogás por predigestión en instalaciones de fermentación, calentamiento y secado.Anaerobic fermentation resulting in the production of biogas is followed by one or more processing steps intended for the extraction of N ammonia from the organic material after biogas production by pre-digestion in fermentation, heating and drying facilities.
Los datos en la tabla 5 se basan en una mezcla específica de biomasa y la interacción entre una unidad de producción de “sustrato de hongo” con el reactor Meso Madre, pre-reactores, secador, extractores de N e instalaciones de absorción de N y una planta convencional de biogás termo/meso con instalaciones Sep y Sed como complemento.The data in Table 5 are based on a specific biomass mixture and the interaction between a “mushroom substrate” production unit with the Meso Madre reactor, pre-reactors, dryer, N extractors and N and absorption facilities. a conventional thermo / meso biogas plant with Sep and Sed facilities as a complement.
La planta de biogás termo/meso está suministrando fibra desde la separación a la unidad de producción de “sustrato de hongo” y obtiene a cambio biomasa predigerida y extraída de N y concentrado de N, ambos precalentados, como nueva materia prima. El alcance principal es producir sustrato básico para la producción de hongos según la figura 8 y ajustar el contenido de humedad agregando N-agua y tipos específicos de fibras suplementarias.The thermo / meso biogas plant is supplying fiber from the separation to the “mushroom substrate” production unit and in turn obtains predigested biomass and extracted from N and N concentrate, both preheated, as a new raw material. The main scope is to produce a basic substrate for the production of fungi according to Figure 8 and adjust the moisture content by adding N-water and specific types of supplementary fibers.
En base a los hallazgos de la tabla 5, la proporción de sustrato básico dependerá del contenido deseado de humedad y composición de nutrientes en el sustrato final.Based on the findings in Table 5, the proportion of basic substrate will depend on the desired moisture content and nutrient composition in the final substrate.
Bioenergía y nuevos alimentos: alternativa 1Bioenergy and new foods: alternative 1
Tabla 5Table 5
Predigerido Ton DM DM% VS ton VS% de NH4 Norg ton DM kg/ton kg/ton Materia prima básica 33000 6620l 20,1% 5045 76 % 4,50 5,93 Sustrato de hongos gastado 15000 5700 38,0% 3990 70 % 1,20 4,80 Biomasa extraída de N 13000 231S 17,8% 1396 60 % 0,60 2,02 Concentrado extraído de N 0 0 0,0% 0 0% 0,00 0,00 Permeado extraído de N 14703 422 2,9% 190 45 % 0,71 0,32 N-agua del secado 7062 35 0,5% 24 68 % 2,70 0,03 Entrada total 82765 15096 18,2% 10645 71 % 2,46 3,61 Desgasificado 79229 11561 14,6% 7108 61% 4,66 1,69 Desgasificado para limpiado 34229 4994 14,6% 3071 61% 4,66 1,69 de NPredicted Ton DM DM% VS ton VS% NH4 Norg ton DM kg / ton kg / ton Basic raw material 33000 6620l 20.1% 5045 76% 4.50 5.93 Mushroom substrate spent 15000 5700 38.0% 3990 70 % 1.20 4.80 Biomass extracted from N 13000 231 S 17.8% 1396 60% 0.60 2.02 Concentrate extracted from N 0 0 0.0% 0 0% 0.00 0.00 Permeate extracted from N 14703 422 2.9% 190 45% 0.71 0.32 N-drying water 7062 35 0.5% 24 68% 2.70 0.03 Total input 82765 15096 18.2% 10645 71% 2.46 3, 61 Degassed 79229 11561 14.6% 7108 61% 4.66 1.69 Degassed for cleaning 34229 4994 14.6% 3071 61% 4.66 1.69 N
Fibra de separación 8630 3020 35 % 2296 76 % 3,54 4,04 Concentrado de sep 12585 151C 12,0% 1148 76 % 4,80 1,39 P-sed de sep 5472 1642 30,0% 410 25 % 3,82 3,47 Permear de sep 18314 394 2,2% 183 47 % 5,34 0,25 Total fuera de sep 45000 6566 14,6% 4037 61% 4,66 1,69 Fibra seca 6645 2990 45 % 2273 76 % 3,00 5,20Separation fiber 8630 3020 35% 2296 76% 3.54 4.04 Sep concentrate 12585 151C 12.0% 1148 76% 4.80 1.39 P-sed sep 5472 1642 30.0% 410 25% 3, 82 3.47 Permear from Sep 18314 394 2.2% 183 47% 5.34 0.25 Total out of Sep 45000 6566 14.6% 4037 61% 4.66 1.69 Dry fiber 6645 2990 45% 2273 76% 3.00 5.20
5437 2990 55 % 2273 76 % 2,45 6,36 4600 2990 65 % 2273 76 % 1,91 7,51 3987 2990 75 % 2273 76 % 1,36 8,67 3518 2990 85% 2273 76 % 0,82 9,82 Termo-meso Ton DM ton DM% VS VS% de NH4+ kg/ton Norg ton TS kg/ton Materia prima básica 45500 5210 11,5% 4485 86% 2,99 2,41 Concentrado de sep 13093 1571 12,0% 1178 75 % 3,53 1,34 Biomasa extraída de N 15717 2114 17,8% 1688 60 % 0,60 2,02 Concentrado extraído de N 0 0 0,0% 0 0% 0,00 0,00 (continuación)5437 2990 55% 2273 76% 2.45 6.36 4600 2990 65% 2273 76% 1.91 7.51 3987 2990 75% 2273 76% 1.36 8.67 3518 2990 85% 2273 76% 0.82 9 , 82 Thermo-meso Ton DM ton DM% VS VS% NH4 + kg / ton Norg ton TS kg / ton Basic raw material 45500 5210 11.5% 4485 86% 2.99 2.41 Sep concentrate 13093 1571 12.0 % 1178 75% 3.53 1.34 Biomass extracted from N 15717 2114 17.8% 1688 60% 0.60 2.02 Concentrate extracted from N 0 0 0.0% 0 0% 0.00 0.00 (continuation)
Conc extraído de N- pre- 10456 1542 14,8% 1151 75 % 0,63 1,67 digConc extracted from N- pre- 10456 1542 14.8% 1151 75% 0.63 1.67 dig
Entrada total 84766 11127 13,1% 8501 76 % 2,34 2,08 Desgasificado 80780 7141 8,8% 4515 63 % 3,65 0,98 separación de fibras 8162 2857 35 % 2142 75 % 2,60 3,89 Concentrado de sep 13093 1571 12,0% 1178 75 % 3,53 1,33 Sedimento-P de sep 7141 1428 20,0% 357 25 % 3,21 2,78 Permeado 52384 1285 2,5% 838 65 % 3,91 0,20 Salida total 80780 7141 8,8% 4515 63 % 3,65 0,98 Fibra seca 6317 2843 45 % 2132 75 % 2,20 5,00Total revenue 84766 11127 13.1% 8501 76% 2.34 2.08 Degassed 80780 7141 8.8% 4515 63% 3.65 0.98 fiber separation 8162 2857 35% 2142 75% 2.60 3.89 Concentrated Sep 13093 1571 12.0% 1178 75% 3.53 1.33 Sediment-P Sep 7141 1428 20.0% 357 25% 3.21 2.78 Permeate 52384 1285 2.5% 838 65% 3.91 0.20 Total output 80780 7141 8.8% 4515 63% 3.65 0.98 Dry fiber 6317 2843 45% 2132 75% 2.20 5.00
5168 2843 55 % 2132 75 % 1,80 6,115168 2843 55% 2132 75% 1.80 6.11
2843 65 % 2132 75 % 1,40 7,22 3790 2843 75 % 2132 75 % 1,00 8,33 3344 2843 85% 2132 75 % 0,60 9,44 En la tabla 6 se considera un escenario como parte mínima igual a una situación en la que el 70% de la materia seca proviene de fibras termo/meso secas predigeridas o secas. El tamaño de producción es de 18000 toneladas de sustrato de hongos, 3000 toneladas de hongos y 15000 toneladas de sustrato gastado, como se ilustra en la figura 9.2843 65% 2132 75% 1.40 7.22 3790 2843 75% 2132 75% 1.00 8.33 3344 2843 85% 2132 75% 0.60 9.44 Table 6 considers a scenario as an equal minimum part to a situation in which 70% of the dry matter comes from dry thermo / meso fibers predigested or dried. The production size is 18,000 tons of mushroom substrate, 3,000 tons of mushrooms and 15,000 tons of spent substrate, as illustrated in Figure 9.
Tabla 6Table 6
Nuevos alimentos vinculados a la planta de Número de botellas 15 millonesNew foods linked to the 15 million bottle number plant
bioenergíabioenergy
ENTRADA DM % total de g pr Valor uro cent Total Total NH4 Norg en % DM botella Euro/kg pr botella ton millones kg/ton kg/ton EuroDM INPUT Total% of g pr Value uro cent Total Total NH4 Norg in% DM bottle Euro / kg pr bottle ton million kg / ton kg / ton Euro
Fibra seca 1 45 % 35 % 309 0,10 30,0 4631 0,45 3,00 5,20 Fibra seca 2 45 % 35 % 309 0,08 26,0 4631 0,39 2,20 5,00 Levantamiento de 90 % 0 % 0 0,22 0,0 0 0,00 0,00 0,00 salvadoDry fiber 1 45% 35% 309 0.10 30.0 4631 0.45 3.00 5.20 Dry fiber 2 45% 35% 309 0.08 26.0 4631 0.39 2.20 5.00 Lifting of 90% 0% 0 0.22 0.0 0 0.00 0.00 0.00 saved
Residuos de soja: < 90 % 3 % 13 0,35 4,6 198 0,07 0,00 0,00 Salvado de trigo 90 % 5 % 22 0,19 4,2 331 0,06 0,30 23,00 Concha de ostra 90 % 0 % 0 0,06 0,0 0 0,00 0,00 0,00 Pulpa de 90 % 2 % 9 0,32 2,8 132 0,04 0,10 12,00 remolachaSoybean wastes: <90% 3% 13 0.35 4.6 198 0.07 0.00 0.00 Wheat bran 90% 5% 22 0.19 4.2 331 0.06 0.30 23.00 Oyster shell 90% 0% 0 0.06 0.0 0 0.00 0.00 0.00 90% pulp 2% 9 0.32 2.8 132 0.04 0.10 12.00 beet
azucarerasugar bowl
Serrín Secado 90 % 20 % 88 0,08 7,1 1323 0 0,00 0,00 Total 53 % 100 % 750 0,10 74,7 11246 1,12 2,15 5,02 Materia seca 397Dried sawdust 90% 20% 88 0.08 7.1 1323 0 0.00 0.00 Total 53% 100% 750 0.10 74.7 11246 1.12 2.15 5.02 Dry matter 397
Agua 353Water 353
N-agua agregada 0 % 453 0,00 0,0 6795 0,00 0,10 0,00 (continuación)N-water added 0% 453 0.00 0.0 6795 0.00 0.10 0.00 (continuation)
SustratoSubstratum
Total 33 % 1203 74,7 18041 1,12 1,38 3,13Total 33% 1203 74.7 18041 1.12 1.38 3.13
En la tabla 7 se considera un escenario como parte máxima igual a una situación en la que el 90% de la materia seca proviene de fibras termo/meso secas predigeridas o secas.Table 7 considers a scenario as the maximum part equal to a situation in which 90% of the dry matter comes from dry thermo / meso fibers predigested or dried.
Tabla 7Table 7
Producción de sustrato - Hongo Número de botellas 15 mioSubstrate production - Fungus Number of bottles 15 mine
Entrada DM % del g por valor cent de Tonelada Total de NH4 Norg en total de botella Euro/kg uro por total millones kg/ton kg/ton % DM botella de eurosDM input% of g per cent value of Total Ton of NH4 Norg in total Euro bottle / kg uro total million kg / ton kg / ton% DM euro bottle
Fibra seca 1 85% 45 % 210 0,10 20,4 3152 0,31 0,82 9,82 Fibra seca 2 85% 45 % 210 0,08 17,7 3152 0,27 0,60 9,44 Levantamiento 90% 0% 0 0,22 0,0 0 0,00 0,00 0,00 de salvadoDry fiber 1 85% 45% 210 0.10 20.4 3152 0.31 0.82 9.82 Dry fiber 2 85% 45% 210 0.08 17.7 3152 0.27 0.60 9.44 Survey 90 % 0% 0 0.22 0.0 0 0.00 0.00 0.00 bran
Residuos de 90% 3 % 13 0,35 4,6 198 0,07 0,00 0,00 sojaResidues of 90% 3% 13 0.35 4.6 198 0.07 0.00 0.00 soybeans
Salvado de 90% 5 % 22 0,19 4,2 331 0,06 0,30 23,00 trigo90% bran 5% 22 0.19 4.2 331 0.06 0.30 23.00 wheat
Concha de 90% 0% 0 0,06 0,0 0 0,00 0,00 0,00 Ostra90% shell 0% 0 0.06 0.0 0 0.00 0.00 0.00 Oyster
Pulpa de 90% 2 % 9 0,32 2,8 132 0,04 0,10 12,00 remolacha90% pulp 2% 9 0.32 2.8 132 0.04 0.10 12.00 beet
azucarerasugar bowl
Serrín Secado 90% 0% 0 0,08 0,0 0 0,00 0,00 0,00 Total 85% 100 % 464 0,11 49,7 6965 0,75 0,66 10,04 Materia seca 397Dried sawdust 90% 0% 0 0.08 0.0 0 0.00 0.00 0.00 Total 85% 100% 464 0.11 49.7 6965 0.75 0.66 10.04 Dry matter 397
Agua 67Water 67
N-agua 0% 738 0,00 0,0 11076 0,00 0,10 0,00 agregadaN-water 0% 738 0.00 0.0 11076 0.00 0.10 0.00 added
Total 33 1203 49,7 18041 0,75 0,32 3,87 %Total 33 1203 49.7 18041 0.75 0.32 3.87%
La tabla 8 a continuación contiene una ilustración de un escenario para ser considerado como participación esperada igual a una situación en la que el 80% de la materia seca proviene de fibras predigeridas secas con un 75% de materia seca y fibras termo/meso secas con un 65% materia seca.Table 8 below contains an illustration of a scenario to be considered as expected participation equal to a situation in which 80% of the dry matter comes from dry predigested fibers with 75% dry matter and dry thermo / meso fibers with 65% dry matter.
Tabla 8Table 8
Producción de sustrato - Hongo Número de botellas 15 mioSubstrate production - Fungus Number of bottles 15 mine
Entrada DM en % del g por valor cent Tonelada Total de NH4 Norg % total botella Euro/kg de uro total millones kg/ton kg/ton de DM por deDM input in% of g per cent value Total ton of NH4 Norg% total bottle Euro / kg of total uro million kg / ton kg / ton of DM per de
botella euroseuro bottle
Fibra seca 1 75 % 40 % 212 0,10 20,6 3175 0,31 1,36 8,67 Fibra seca 2 65 % 40 % 244 0,08 20,6 3664 0,31 1,40 7,22 Levantamiento 90% 0% 0 0,22 0,0 0 0,00 0,00 0,00 de salvadoDry fiber 1 75% 40% 212 0.10 20.6 3175 0.31 1.36 8.67 Dry fiber 2 65% 40% 244 0.08 20.6 3664 0.31 1.40 7.22 Survey 90 % 0% 0 0.22 0.0 0 0.00 0.00 0.00 bran
Residuos de 90% 3 % 13 0,35 4,6 198 0,07 0,00 0,00 sojaResidues of 90% 3% 13 0.35 4.6 198 0.07 0.00 0.00 soybeans
Salvado de 90% 5 % 22 0,19 4,2 331 0,06 0,30 23,00 trigo90% bran 5% 22 0.19 4.2 331 0.06 0.30 23.00 wheat
Concha de 90% 0% 0 0,06 0,0 0 0,00 0,00 0,00 Ostra90% shell 0% 0 0.06 0.0 0 0.00 0.00 0.00 Oyster
Pulpa de 90% 2 % 9 0,32 2,8 132 0,04 0,10 12,00 remolacha90% pulp 2% 9 0.32 2.8 132 0.04 0.10 12.00 beet
azucarerasugar bowl
Serrín Secado 90% 10 % 44 0,08 3,5 662 0,05 0,00 0,00 Total 73 % 100 % 544 0,10 56,3 8162 0,84 1,17 7,74 Materia seca 397Dried sawdust 90% 10% 44 0.08 3.5 662 0.05 0.00 0.00 Total 73% 100% 544 0.10 56.3 8162 0.84 1.17 7.74 Dry matter 397
Agua 147Water 147
N-agua agregada 0% 659 0,00 0,0 9879 0,00 0,10 N-water added 0% 659 0.00 0.0 9879 0.00 0.10
Total 33 1203 56,3 18041 0,84 0,59 Total 33 1203 56.3 18041 0.84 0.59
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